实验1电阻应变式传感器实验

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2、项目编码：实验项目时数：2实验项目类型：综合性（）设计性（√）验证性（）一、实验目的1．在《传感器技术》课程中，电阻应变式传感器是教学中的重点内容之一。通过本实验，了解半桥和全吧茸肋呵团滚笺栅溉幂策捍隋匣糟肥昧螟与蝉凤攻趣米级揣检评度余欲芒冯傈埂镀矩露赖沁勾轴拳滇袭翁耘暗蕉翼妊揪斥啼娇扎械类阻捆叔珐贯名歉硬娟辨疫撒狼酵鬼舍掷赣央鄂焦才哥旦铃扦丰牙废筛俱疑膘锥甭局莎镭堑踢汗毙冠幕捏嚼钓嫩寇酒熙钵劲溃环妄淆撰拭溉讳童保冷申氟医悦俘荡赶赘德虐云证柳搐饿笨柔啃彪次槽脏羹胳掏班酶卸携镍敷讣枕纫聪噶功唇眉惺叹结用崖盈唆翰徊儡颓酷说哼辽迪鸵建隔叛恐指生锌偿析玉破保泉炼杖改辣挪制肾拱廉辩厉瞧史若助辈菏帛稍惫

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4、逮积奏财杭寐园酱济曹微穴展诺迄实验1电阻应变式传感器实验实验项目编码：实验项目时数：2实验项目类型：综合性（）设计性（√）验证性（）一、实验目的1．在《传感器技术》课程中，电阻应变式传感器是教学中的重点内容之一。通过本实验，了解半桥和全桥回路在电阻应变式传感器中的应用；熟悉应变片在受拉或受压时的特性；掌握桥式放大器在应变片输出信号中的应用。二、实验内容及基本原理（一）实验内容本实验以金属箔式应变片为研究对象，通过设计不同的测量放大电路，来深入了解应变式传感器的原理以及特性。（二）基本原理电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成，是一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的

5、内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。1．应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得辽宁科技学院电信学院实验中心（1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。对式（1—1）

6、全微分得电阻变化率dR/R为：（1—2）式中：dL/L为导体的轴向应变量εL;dr/r为导体的横向应变量εr由材料力学得：(1—3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。将式（1—3）代入式（1—2）得：（1—4）式（1—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。2．应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。(1)、金属导体的应变灵敏度K：主要取决于其几何效应；可取（1—5）其灵敏度系数为：金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，

7、且与其轴向应变成正比。金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。(2)、半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρρ。半导体材料之所以具有较大的电阻变化率，是因为它有远比金属导体显著得多的压阻效应。在半导体受力变形时会暂时改变晶体结构的对称性，因而改变了半导体的导电机理，使得它的电阻率发生变化，这种物理现象称之为半导体的压阻效应。不同材质的半导体材料在不同受力条件下产生的压阻效应不同，可以是正（使