《电阻应变式传感器说明》.ppt

模块三 传感器原理及检测实训 电阻应变式传感器 浙江经济职业技术学院 徐文 3.1 电阻应变式传感器 3.1 电阻应变式传感器 3.1.1 应变片的工作原理 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.3 电阻应变传感器的温度误差及其补偿 3.1.4 电阻应变传感器的应用 3.1.5 电阻应变传感器实训 3.1.1 应变片的工作原理 3.1.1 应变片的工作原理 3.1.1 应变片的工作原理 3.1.1 应变片的工作原理 3.1.1 应变片的工作原理 3.1.1 应变片的工作原理 3.1.1 应变片的工作原理 3.1.1 应变片的工作原理 3.1.1 应变片的工作原理 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.2 电阻应变传感器的测量电路 3.1.3 电阻应变传感器的温度误差及其补偿 3.1.3 电阻应变传感器的温度误差及其补偿 3.1.4 电阻应变传感器及其应用 3.1.4 电阻应变传感器及其应用 3.1.4 电阻应变传感器及其应用 3.1.5 电阻应变传感器实训 3.1.5 电阻应变传感器实训 3.1.5 电阻应变传感器实训 返回首页 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 要求： 传感器的特性曲线，系统灵敏度，非线性误差 * 返回首页 电阻应变式传感器由电阻应变片和测量电路组成。其敏感元件的电阻随着机械变形（伸长或缩短）而变化。它广泛应用于测量力和与力有关的一些非电参数（如压力、荷重、扭力、加速度等）。 电阻应变传感器的特点是精度高，测量范围广；结构简单，性能稳定可靠，寿命长；频率特性好，能在高温、高压、振动强烈、强磁场等恶劣环境条件下工作。 返回首页 返回首页 图3-1-4示出了电阻应变片的基本结构。 金属导体的电阻随着它所受机械外力导致变形而发生变化的现象，称为金属电阻的应变效应。这就是电阻应变片赖以工作的物理基础。 图3-1-4 电阻应变片的基本结构 图3-1-3 电阻应变片的基本形状 金属导体的应变效应 金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形 ( 伸长或缩短 ) 而发生变化的现象。 根据电阻的定义: 如果金属导体在外力作用下产生变化量dρ、dl、dA时，其电阻变化dR为： 返回首页 返回首页 根据偏导数定义，设ρ、A为常数，则 ，同理， ， ， 故 常见表达式： （3-1-6） 返回首页 前式 ，则 ，则 上式中， 称为轴向线应变，单位：“微应变”， 由材料力学知，经向收缩 和轴向伸长 的关系为： ， 称为泊松比 则 返回首页 下面分导体和半导体两种情况对上式进行讨论： 金属电阻应变片（按结构形式分） 丝式 箔式 薄膜式 半导体应变片 体型半导体应变片 薄膜型半导体应变片 扩散型半导体应变片 图3-1-5 电阻应变片的类型 返回首页 应变电阻效应 （1）金属材料的应变电阻效应 （2）半导体材料的应变电阻效应 —— 金属材料的电阻相对变化与线应变成正比 —— 半导体材料的电阻相对变化与线应变成正比 金属丝材的 应变灵敏系数 半导体材料的 应变灵敏系数 返回首页 应变灵敏系数 金属 半导体 几何尺寸变化 电阻率变化 金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主， Km=1.8 ~ 4.8 几何尺寸变化 压阻效应 半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应 返回首页 金属电阻应变片 大多数金属材料的 之间，所以 在1.6~2.0之间。 金属电阻应变片具有分辨率高，非线性误差小；温漂系数小；测量范围大，可从弹性变形一直测至塑性变形（1％～2％），可超载达20％；既能测量静态应变，又能测量动态应变；价格低廉，品种繁多，便于选择和大量使用等优点，因此在各行各业都广泛应用。 返回首页 半导体应变片 半导体应变片 突出的优点是灵敏度系数高，可测微小应变（一般600微应变以