機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)（第3版）課件：電阻式傳感器(應(yīng)變片)

電阻式傳感器(應(yīng)變片)1.應(yīng)變片1)工作原理－－電阻應(yīng)變效應(yīng):金屬或半導(dǎo)體材料的電阻值，隨著它所承受的機(jī)械變形(伸長或縮短)的大小而發(fā)生變化的現(xiàn)象。覆蓋層

基片b

L

電阻絲敏感柵2)

應(yīng)變片的組成結(jié)構(gòu)：由敏感柵、基片、覆蓋層和引線等部分組成。引線3)應(yīng)變片的種類按敏感柵的材料分類：?(1)金屬電阻應(yīng)變片：絲式、箔式、薄膜式薄膜式應(yīng)變片是采用真空濺射或真空沉積技術(shù),在薄的絕

緣基片上蒸鍍金屬電阻薄膜(厚度在零點(diǎn)幾納米到幾百納米),再加上保護(hù)層制成。其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,允許通過的電流密度大,工作溫度范圍廣,可工作于-197~317°C。?(2)半導(dǎo)體應(yīng)變片箔式應(yīng)變片4)靈敏度分析應(yīng)變片的電阻計(jì)算公式：R

=p

.l

/A在外力作用下，引起p

、l

、A,均會(huì)引起電阻R的變化。求導(dǎo)數(shù)得：代入

R

=p

.l

/AdR

=dl

+dp

+dA

=dl

一dA

+

dpdR

=

R

一

R

+

R

=

一

+

A

=冗r

2

dA

=2冗rdr從而：

=

一

+

?金屬電阻應(yīng)變片對(duì)半徑為r

的金屬電阻絲有：

=

一

+

5)應(yīng)變片的主要參數(shù)(1)幾何參數(shù)：表距L和絲柵寬度b

，制造廠常用b×L表示。圓弧敏感柵應(yīng)變片敏感柵基長L從圓弧頂部算起,箔式應(yīng)變片則從橫向粗線的內(nèi)沿算起。通常L

約2~30mm,箔式

應(yīng)變片最小可達(dá)0.2mm,長的達(dá)100mm或更長。(2)電阻值：應(yīng)變片在未安裝、不受外力的情況下,于室溫時(shí)測(cè)得的應(yīng)變片的原始電阻值。這是使用應(yīng)變片時(shí)應(yīng)知道的。國內(nèi)應(yīng)變片習(xí)慣上選用120、175、350、500、1000、1500Ω(3)靈敏系數(shù)：表示應(yīng)變片變換性能的重要參數(shù)。(4)

最大工作電流：指允許通過應(yīng)變片而不影響其工作的最大電流值。工作電流大,應(yīng)變片輸出信號(hào)就大,靈敏度就高。2應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變片的兩種用法：(1)單個(gè)應(yīng)變片－－需要貼片。(2)組件(應(yīng)變式傳感器)－－無需貼片。應(yīng)變式傳感器＝彈性敏感元件＋應(yīng)變片。

彈性敏感元件在被測(cè)物理量的作用下,產(chǎn)生一個(gè)

與它成正比的應(yīng)變,然后用應(yīng)變片作為轉(zhuǎn)換元件

將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化。1)應(yīng)變式傳感器的特點(diǎn):(a)(b)(c)柱式測(cè)力(稱重)傳感器(a)圓柱;(b)圓筒;(c)外形(1)應(yīng)變式測(cè)力與稱重傳感器應(yīng)變式傳感器舉例(2)應(yīng)變式壓力傳感器一般用來測(cè)較大的壓力。廣泛用于測(cè)量管道內(nèi)部壓力,

內(nèi)燃機(jī)燃?xì)獾膲毫?、壓差和噴射壓?發(fā)動(dòng)機(jī)和導(dǎo)彈試

驗(yàn)中的脈動(dòng)壓力,各種領(lǐng)域中的流體壓力等。筒式壓力傳感器的彈性元件補(bǔ)償片工作片p(3)組合式壓力傳感器通常用于測(cè)量小壓力應(yīng)變片ppp標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)