论文撰写_栗军涛

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1、论文撰写—栗军涛I金属电阻应变应变式电阻传感器的分析与设计栗军涛（青岛大学自动化工程学院，山东青岛266071）摘要：应变式电阻传感器具有悠久的历史，是应用最广泛的传感器么一。它是借助于弹性元件，将力的变化转换为弹性元件的变形，然后利用导体的应变效应，将力转变成电阻的变化，最终利用测量电路得到被测量（力）的电信号。应变式电阻传感器主耍包括弹性元件，电阻应变片及测量电路。关键词：应变式电阻传感器；电阻应变片；传感器；测量电路屮图分类号：TP212.9文献标识码：AResistanceStrainSensorAnaly

2、sisandDesignLIJun-tao（CollegeofAutomationEngineering,QingdaoUniversity,Qingdao266071,China）Abstract：TheResistanceStrainSensorhasalonghistory-Itisamostwidelyusedtypeofsensor.TheResistaneeStrainSensorwasabletomakethechangeofstrengthconversionthedeformationofElas

3、ticElement,thenusethestraineffectofconductorturnchangeofstrengthtochangeofresistanee.Finally,usedCircuitofMeasurementgetsthesignaLTheResistaneeStrainSensorincludesElasticElement,StrainGaugesandCircuitofMeasurement.Keywords：ResistanceStrainSensor;StrainGauges;S

4、ensor;CircuitofMeasurement0引言人类边入21枇纪，信息处理技术、微处理器和计算机技术的快速发展和广泛应川，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。随着现代科学技术的进步，非电物理量的测试与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、常规武器、船舶、交通运输、冶金、机械制造、化工、轻工、牛物医学工程、口动检测与计量、称重等技术领域，而IL也正在逐步引入人们的日常生活中。应变式电阻传感器主要由弹性元件和粘贴于其上的电阻应变计构成。其工作原理是，由于被测物理量（如载荷、位移、压力等）能够在弹性元件上

5、产生弹性变形（应变），而粘贴在弹性元件表血的电阻应变计可以将感受到弹性变形转变成电阻的变化，这样应变式电阻传感器就将被测物理量的变化转换成电信号的变化。1应变式电阻传感器的分类1.1电阻应变片应变式电阻传感器的主要部件是电阻应变片，而根据制作材料的不同，电阻应变片对分为两大类，即金属电阻应变片和半导体应变片。而金属电阻应变片由课分为金属丝式应变片和金属箔式应变片。半导体应变片又町分为三类，具体分类见图1所示。金属丝式应变金属箔式应变图1电阻应变片的分类图薄膜型半导体应变片扩散型半导体应变片1.2应变式电阻传感器的种

6、类根据采用电阻应变片的不同，应变式电阻传感器可分为两人类，金属应变片式传感器和压阻式传感器。①金属应变片式传感器应变时将应变片用黏结剂牢固的粘贴在被测试件的表血上。当试件受力变形时，应变片的放感栅也随同变形，引起应变片电阻值的变化，通过测量电路将其转化为电压或电流信号输出。②压阻式传感器利用硅的压电效应和微电子技术制成的压阻式传感器，具冇灵敏度高、动态响应好、精度高、易于微型化和集成化等特点。2金属应变片式传感器1.1金属丝式应变片①金属的应变效应金属受到外力作用变形时，其阻值也将随Z变化，这种现彖称Z为金属的应变

7、效应。设有一金属导体，长度为1,截面积为S,电阻率为，则该导体的电阻R为R1S(1)如图2-1所示，当金属导体受到拉力作用时，长度将增加，截而积将缩小，这样，导体的电阻变为式中8=41/1,,通过推导，诃以得出导体电阻的相对变化量为RR11KK(2)称为纵向应变；K为金属导体的应变灵敏度。②应变片的结构与材料2下图为电阻应变片的典型结构图。它曲頌感栅、基底、盖片、引线和粘结剂等组成。这些部分所选川的材料将玄接影响应变片的性能。因此，皿根据使川条件和要求合理地加以a.敏感栅应变计屮实现应变-电阻转换的敏感元件。敏感栅

8、合金材料的选择对所制造的电阻应变计性能的好坏起着决定性的作用。b.基底和盖片固定敏感栅，并使敏感栅与弹性元件相互绝缘；应变计工作时，基底起着把试件应变准确地传递给敏感栅的作用，为此基底必须很薄，一般为0.02〜0.04mmo用的基底材料有纸、胶膜和玻璃纤维布。c.引线连接敏感栅和测量线路的丝状或带状的金属导线。一般耍求引线材料具冇低的稳定的电阻率及小的电阻温