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第五章 电阻传感器 本章学习电阻式传感器的原理及应用，包括：电位器式、电阻应变片式电阻传感器的基本结构和原理，测量电路，以及应用举例。 二、非线性电位器 非线性电位器的几种形式 三、电位器的负载特性及负载误差 1.负载特性 四、电位器的结构 （１）电阻丝：电阻率高，电阻温度系数小，耐磨损，耐腐蚀，强度高和延展性好，便与焊接等。 第二节 电阻应变式传感器 导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。 电阻应变式传感器主要由电阻应变片及测量转换电路等组成。 一、应变片的工作原理 二、应变片的工作原理 设有一长度为l 、截面积为A、半径为r、电阻率为?的金属单丝，它的电阻值R可表示为 ? 当沿金属丝的长度方向作用均匀拉力（或压力）时，上式中?、r、l都将发生变化，从而导致电阻值R发生变化。例如金属丝受拉时，l将变长、r变小，均导致R变大。 实验证明，电阻丝及应变片的电阻相对变化量?R ? R与材料力学中的轴向应变?x的关系在很大范围内是线性的，即 二、应变片的种类与结构 应变片分类： （1）金属应变片； （2）半导体应变片。 金属应变片又分为： （1）金属丝式； （2）箔式。 目前箔式应变片应用较多；金属丝式应变片使用最早。金属丝式应变片蠕变较大，金属丝易脱胶，有逐渐被箔式所取代的趋势。但其价格便宜，多用于应变、应力的大批量、一次性试验。 箔式应变片中的箔栅是金属箔通过光刻、腐蚀等工艺制成的。 箔的材料多为电阻率高、热稳定性好的铜镍合金。箔式应变片的接触面积大，散热条件较好，在长时间测量时的蠕变较小，一致性较好，适合于大批量生产。 对金属箔式应变片进行适当的热处理，使其线胀系数、电阻温度系数以及被粘贴的试件的线胀系数三者相互抵消，从而将温度影响减小到最小的程度，目前广泛用于各种应变式传感器中。 箔式应变片优点: （1）可制成多种复杂形状、尺寸准确的敏感栅，其栅长最小可做到0.2mm，以适应不同的测量要求； （2）横向效应小； （3）散热条件好，允许电流大，提高了输出灵敏度； （4）蠕变和机械滞后小，疲劳寿命长； （5）生产效率高，便于实现自动化生产。金属箔的材料常用康铜和镍铬合金等。 箔式应变片的外形 金属应变传感器的结构 三、测量转换电路 五、应变传感器的应用 应变传感器的应用十分广泛。 它可以测量应变应力、弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量。 将电阻应变片粘贴于某些弹性体上，并将其接到测量转换电路，这样就可测量各种参数。 应变式传感器中，敏感元件一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为电桥电路。 应力传感器 应变片在悬臂梁上的粘贴及变形 应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置 应变式荷重传感器外形及受力位置 荷重传感器原理演示 荷重传感器上的应变片在重力作用下产生变形。轴向变短，径向变长。 汽车衡 汽车衡（以下参考北京远亚兴业商贸有限公司资料 ） 汽车衡称重系统 电子秤 人体秤 吊钩秤 应变式数显扭矩扳手 小型压阻式固态压力传感器 高压进气口 小型压阻式固态压力传感器（续） 呼吸、透析和注射泵设备中用的压力传感器 投入式液位计 投入式液位计外形（续） 压阻式固态压力传感器 投入式液位传感器 投入式液位传感器安装方便，适应于深度为 几米 至 几十米，且混有 大 量 污物、杂质的水或其他液体的液位测量。 电阻应变仪 主要指标： 静态应变仪测量范围：±19999με ； 分辨率： 1με； 电桥电压：直流2.5V；?测量点数：8/16点。 数字血压计 便携式 可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造和家用电器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭矩。量程2~500N.m，耗电量≤10mA，有公制/英制单位转换、峰值保持、自动断电等功能。 低压进气口 绝对压力传感器 p1进气管 p2进气管 固态压力传感器 压阻式固态压力传感器用于投入式液位计：p1的进气孔用柔性不锈钢隔离膜片隔离，并用硅油传导压力。 光柱 显示器 引线 接线端子 目前，国内医疗部门大都使用汞柱式血压汁，它的测量误差大，反应速度慢 血压指血管内的血液对于单位面积血管壁的压力。 数字血压计的特