《应变式位移传感器》PPT课件

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1、2.1应变式传感器2.1.1工作原理2.1.2金属应变片的主要特性2.1.3测量电路2.1.4应变式传感器应用返回http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛2.1.1工作原理1.金属的电阻应变效应电阻应变效应：当金属丝在外力作用下发生机械变形时其电阻值将发生变化FΔl、ΔA、ΔρΔR上一页返回下一页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛电阻的灵敏系数对于半径为r的圆导体，

2、A=πr2，ΔA/A=2Δr/r又由材料力学可知，在弹性范围内，上一页返回下一页ε为导体的纵向应变，其数值一般很小，常以微应变度量；μ为电阻丝材料的泊松比，一般金属μ=0.3~0.5；λ为压阻系数，与材质有关；σ为应力值；E为材料的弹性模量；http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛金属电阻的灵敏系数材料的几何尺寸变化引起的材料的电阻率ρ随应变引起的（压阻效应）金属材料：k0以前者为主，则k0≈1+2μ=1.7~3.6半导体：k0值主要是由电阻率

3、相对变化所决定上一页返回下一页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛2.应变片的基本结构与种类敏感栅直径为0.025mm左右的合金电阻丝丝绕式基底绝缘覆盖层保护位移、力、力矩、加速度、压力弹性敏感元件应变外力作用被测对象表面产生微小机械变形应变片敏感栅随同变形电阻值发生相应变化应变片上一页返回下一页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛应变片的类型和材料金属丝式金属箔

4、式金属薄膜式回线式短接式上一页返回下一页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛金属丝式应变片上一页返回下一页金属电阻丝应变片的基本结构1-基片；2-电阻丝；3-覆盖层；4-引出线http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛金属电阻应变片，材料电阻率随应变产生的变化很小，可忽略应变片电阻的相对变化与应变片纵向应变成正比，并且对同一电阻材料，K0=1+2μ是常数。其灵敏度系数多

5、在1.7～3.6之间。上一页返回下一页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛金属箔式应变片在绝缘基底上，将厚度为0.003～0.01mm电阻箔材，利用照相制板或光刻腐蚀的方法，制成适用于各种需要的形状箔式应变片上一页返回下一页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛优点：（1）尺寸准确，线条均匀，适应不同的测量要求，（2）可制成多种复杂形状尺寸准确的敏感栅（3）与被测试

6、件接触面积大，粘结性能好。散热条件好，允许电流大，灵敏度提高。（4）横向效应可以忽略。（5）蠕变、机械滞后小，疲劳寿命长。缺点：电阻值的分散性大阻值调整上一页返回下一页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛金属薄膜应变片采用真空蒸发或真空沉积等方法在薄的绝缘基片上形成厚度在0.1μm以下的金属电阻材料薄膜敏感栅，再加上保护层，易实现工业化批量生产优点：应变灵敏系数大，允许电流密度大，工作范围广，易实现工业化生产问题：难控制电阻与温度和时间的变

7、化关系上一页返回下一页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛2.1.2金属应变片的主要特性（一）灵敏系数（二）横向效应（三）温度误差及其补偿上一页返回下一页http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛应变片的电阻值R应变片在未经安装也不受外力情况下，于室温下测得的电阻值电阻系列：60、120、200、350、500、1000Ω可以加大应变片承受电压，电阻值大输出信号大，敏感

8、栅尺寸也增大上一页下一页返回http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛（一）灵敏系数“标称灵敏系数”：受轴向单向力（拉或压），试件材料为泊松系数μ=0.285的钢等。一批产品中只能抽样5％的产品来测定，取平均值及允许公差值。电阻应变片的灵敏系数k<电阻丝的灵敏系数k0粘结层