应变片任务道理

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4、售疤哄析婚聘候粘沮皮承脓裂咆松甥嘱蛀苦翔竖嫩伯彦横质逗暖躇电阻应变片工作原理与灵敏度系数学校：闽江学院专业：12电子信息工程（1）班姓名：李0学号：120081003157完成日期：2012.12.84电阻应变计的工作原理关键字：电阻应变片灵敏系数金属丝电阻应变计习惯称为电阻应变片，简称应变计或应变片。出现于第二次世界大战结束的前后，已经有六十多年的历史。电阻应变计的应用范围十分广泛，适用的结构包括航空、航天器、原子能反应堆、桥梁、道路、大坝以及各种机械设备、建筑物等；适用的材料包括钢铁、铝、木材、塑料、玻璃、土石、复合

5、材料等各种金属及非金属材料。并且，它不仅适用于室内实验、模型实验，还可以在现场对实际结构或部件进行测量，这些特点是任何一种传感元件或传感器所不能比拟的。另外，它在对结构和设备的安全监测方面也有广泛的应用前景。电阻应变计是一种用途广泛的高精度力学量传感元件，其基本任务就是把构件表面的变形量转变为电信号，输入相关的仪器仪表进行分析。在自然界中，除超导外的所有物体都有电阻，不同的物体导电能力不同。物体电阻的大小与物体的材料性能和几何形状有关，电阻应变计正是利用了导体电阻的这一特点。电阻应变计的最主要组成部分是敏感栅。敏感栅可以

6、看成为一根电阻丝，其材料性能和几何形状的改变会引起栅丝的阻值变化。设一根金属电阻丝，其材料的电阻率为ρ，原始长度为L。不失一般性，假设其横截面是直径为D的圆形，面积为A，初始时该电阻丝的电阻值为R；R=ΡL/A（2-1）在外力作用下，电阻丝会产生变形。假设电阻丝沿轴向伸长，其横向尺寸会相应缩小，横截面的半径减少导致横截面面积发生变化。导线的横截面原面积为，其相对变化为（2-2）其中μ为金属丝材料的泊松比。dL/L为金属导线长度的相对变化，用应变表示，即：(2-3)在电阻丝伸长的过程中所产生的电阻值的变化成为：在式中，前一

7、项是由金属丝变形后电阻率发生变化所引起的；后一项是由金属丝变形后几何尺寸发生变化所引起的。在常温下，许多金属材料在一定的应变范围内，电阻丝的相对电阻变化与丝的轴向长度的相对变化成正比。即：45式中，Ks为单根金属丝的灵敏系数。表示金属丝的电阻变化率与它的轴向应变成线性关系。根据这一规律，采用能够较好地在变形过程中产生电阻变化的材料，制造将应变信号转换为电信号的电阻应变计。2.2电阻应变计的结构电阻应变计主要由敏感栅、基底、覆盖层及引出线所组成，敏感栅用粘合剂粘在基底和覆盖层之间。一种丝绕式应变计的典型结构如图2-1所示。

8、2.2.1敏感栅敏感栅是用合金丝或合金箔制成的栅。它能将被测构件表面的应变转换为电阻相对变化。由于它非常灵敏，故称为敏感栅。它由纵栅与横栅两部分组成，纵栅的中心线称为应变计的轴线。敏感栅的尺寸用栅长L（横栅为圆弧形时，指两端圆弧内侧之间的距离；横栅为直线形时，则为两端横栅内侧之间的距离）和栅宽B（在与纵轴垂直的方向上