应变片的自补偿法

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1、电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。传感器的构造由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成。当被测物理量作用在弹性元件上时，弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化，通过转换电路转变成电量输出，电量变化的大小反映了被测物理量的大小。应变式电阻传感器是目前在测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数中应用最广泛的传感器之一。第3章应变式传感器应变式电阻传感器3.1弹性敏感元件3.2电阻应变片的工作原理3.3应变片的种类3.4电阻应变片的特性3.5电阻应变片的测量电路3.6应变式传感器的应用3.1弹性敏感元件一、概念：变形：物体因外力作用而改变原来的尺寸或

2、形状。弹性形变：在外力去掉后完全恢复其原来的尺寸和形状的变形。弹性元件：具有弹性形变特点的元件。应力（σ）：单位横截面积S上所受的力。应变（ε）：在应力的作用下长度的相对变化量。弹性模量（E）：根据虎克定律在材料弹性范围内σ／ε为常数。二、常见的弹性敏感元件变换力的弹性敏感元件常见的弹性敏感元件变换压力的弹性敏感元件应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置§4.3电阻应变式传感器FR1R4R2悬臂梁一端固定，一端自由的弹性敏感元件.特点是结构简单、加工方便。灵敏度比等截面轴及圆环高，用于较小力的测量。分为等截面悬臂梁和等强度悬臂梁.固定点F电缆F固定点电缆悬臂梁的横截面

3、积处处相等。在任一指定点A，上下表面的应变大小相等，符号相反。设梁的截面厚度为h，宽度为b，总长为L。在距离自由端L0处的ε为在等截面梁的不同部位产生的应变是不相等的，最大应变产生在梁的根部,这对电阻应变式传感器中应变片粘贴的位置提出了较高的要求。等截面悬臂梁等截面悬臂梁LL0bh当梁的自由端有力F作用时，沿梁的整个长度上的应变处处相等，它的灵敏度与梁长度方向的坐标无关。应变片处的ε为为了保证等应变性，作用力F必须加在梁的两斜边的交汇点处。等强度悬臂梁等强度悬臂梁b0bLh3.2电阻应变片的工作原理电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下产

4、生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。ρ——电阻丝的电阻率；l——电阻丝的长度；A—电阻丝的截面积。金属电阻丝应变效应金属电阻丝未受力时的电阻为电阻丝受到拉力F作用时其中：r为电阻丝的半径μ为电阻丝材料的泊松比E为半导体材料的弹性模量电阻丝的灵敏系数半导体应变片与金属电阻应变片相比：灵敏度高，温度系数大，非线性严重。1、金属电阻应变片的种类丝式电阻应变片：敏感栅由直径0.01～0.05mm的电阻丝平行排列而成。箔式电阻应变片：敏感栅是利用光刻、腐蚀等工艺制成的一种很薄的金属箔栅。3.3应变片的种类金属丝式电阻应变片的结构丝式电阻应变片金属丝式电

5、阻应变片由敏感栅、基片、覆盖层、粘合层和引线等组成。敏感栅由直径0.01～0.05mm的具有很高电阻率的金属细丝平行排列而成。常用的电阻丝材料有铜镍（康铜）合金、镍铬合金、铂、铂铬合金、铂钨合金、卡玛丝等。根据基片和覆盖层的材质不同可以分为纸基和胶基等。引线常用直径为0.10～0.15mm的镀锡铜线，并与敏感栅两输出端焊接。l栅长b基宽箔式电阻应变片箔式电阻应变片的敏感栅是利用光刻、腐蚀等工艺制成的一种很薄的金属箔栅，其厚度一般为0.003~0.01mm，可制成各种形状的敏感栅（即应变花）。优点：1、制造工艺能保证线栅的尺寸正确线条均匀，大批生产时电阻值离散度小，能制成

6、任意形状以适应不同的测量要求。电阻线栅的基长可以做得很小，以适用于应变梯度大的场合。2、横向效应很小。3、表面积和截面积之比大，散热性能好，允许通过的电流较大。4、柔性好，蠕变小，疲劳寿命长。5、生产效率高，便于实现生产工艺自动化。电阻应变片的型号包括内容如下：类别、基底材料种类、标准电阻---敏感栅长度、敏感栅结构形式、极限工作温度、自补偿代号（温度和蠕变补偿）及接线方式。如BF350--3AA80（23）N6–X的含义是：B:表示应变计类别(B:箔式;T:特殊用途;Z:专用(特指卡玛箔))；F:表示基底材料种类(B:玻璃纤维增强合成树脂;F:改性酚醛;A:聚酰亚胺;

7、E:酚醛-缩醛;Q:纸浸胶;J:聚氨酯)；350:表示应变计标准电阻；3：表示敏感栅长度（mm）；AA：表示敏感栅结构形式；80：表示极限工作温度（℃）；23：表示温度自补偿或弹性模量自补偿代号(9:用于钛合金;M23:用于铝合金;11:用于合金钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化型不锈钢;16:用于奥氏体不锈钢和铜基材料;23:用于铝合金;27:用于镁合金;)；N6：表示蠕变自补偿标号(蠕变标号:T8，T6，T4，T2，T0，T1,T3,T5,N2，N4，N6，N8，N0，N1，N3，N5，N7，N9)；X：表示接线方式(X:标准引线焊接方式;D