2电阻式_应变片(改)［新版］.ppt

设桥臂比R2∶R1＝R4∶R3＝n 结论：电桥电压灵敏度ku 因为一般有ΔR1 R1，则忽略非线性项： 必威体育精装版.课件 * 电桥电压灵敏度ku 提高电压灵敏度ku的方法： 可见ku正比于电桥供电电压，U越高，ku越高。但供桥电压越高，功耗也越大，故U应适当选择。同时ku与n也有关，故必须合适的桥臂比。 为求ku的最大值，可对n求偏微分。则当该式为0时有极值。当n＝1时， ku为最大。即当R1＝R2；R3＝R4时，ku最大。此时有 必威体育精装版.课件 * ⑶非线性误差及其补偿方法 前述分析中忽略ΔR1 / R1，这是一种理想情况。若ΔR1 / R1不可忽略，则实际输出电压Uo与ΔR1 / R1是非线性的。 可见ΔR1 / R1较大，非线性误差也较大。 常用的减小非线性误差的方法有： a、提高桥臂比 由上式可见提高R2 / R1（即桥臂比n）能减小非线性误差。但由于提高n，ku将下降。故为了既能减小非线性误差又不会使ku下降太多，通常适当提高供桥电压E。 必威体育精装版.课件 * b、采用差动电桥 采用差动电桥时一般有半桥差动和全桥差动两种方式。 半桥差动方式：两个工作应变片如图中R1、R2，一个应变片受压，一个受拉，则应变符号相反。同时，测试时将两个应变片接入相邻的桥臂上，则输出电压Uo为： 必威体育精装版.课件 * 全桥差动方式：4个应变片，两个受拉，两个受压，将应变符号相同的接入相对桥臂上。 采用差动方式工作时，电桥无非线性误差。同时ku提高，半桥比单臂工作ku提高了一倍，而全桥又比半桥提高了一倍。 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 必威体育精装版.课件 * 1、金属的应变效应 金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应变化的现象称为金属的应变效应。 二、应变片式电阻传感器 (一)电阻应变片的工作原理 R＝ρl/S；在外力的作用下ρ、l、S变化，故R发生改变。 必威体育精装版.课件 * 2、电阻应变片的结构和工作原理 1)基本结构（丝绕式） 当测试应变或应力时，将应变片贴于被测对象上，当被测对象产生变形时，应变片也发生相应变化。此时测出电阻值的变化ΔR即可得到应变值ε。 再由虎克定律：σ＝E·ε　即可得到应力值。(应力：F/S) 必威体育精装版.课件 * 2) 电阻应变效应和灵敏系数（电阻丝） 灵敏系数——单位应变所能引起的电阻的相对变化。 在外力作用下，电阻丝的电阻变化为 电阻丝的轴向应变 横向应变 必威体育精装版.课件 * 在弹性范围内金属的轴向应变ε与横向应变ε＇成正比，即有：μ＝－ε＇/ε；称μ为泊松比或横向变形系数。有： k0为金属丝的应变灵敏系数。 k0受两个因素的影响： ①第一项（1＋2μ），这主要是金属受拉伸后，材料几何尺寸发生变化引起——金属应变效应。其值由材料决定。 ②第二项是由于受力后，材料的电阻率变化引起--半导体压阻效应。其值比第一项小很多，可以忽略。 结论： 当金属丝的变形在弹性范围内时，有 为常数。 必威体育精装版.课件 * 除了横向效应外，由于整条金属丝所承受的应变不均匀（①圆弧段金属丝未参与承受轴向形变，②轴向的金属丝在承受轴向形变时应力分布不均匀），也使得实际应用中的应变片的灵敏系数要小于理论灵敏系数。 (二)金属应变片的特性 1、横向效应 直线金属丝受拉伸时与圆弧金属丝拉伸情况不同，圆弧金属丝受拉抻时，有垂直于轴线方向压应变，但此压应变会使圆弧段金属丝直径增加，从而使该段面积增加，所以电阻减小。因此圆弧段的电阻变化将小于直线段电阻变化，直的金属丝绕成敏感栅后，灵敏系数有所降低。这种现象称为横向效应。 实际灵敏系数的标定 实际使用中，应变片的灵敏系数一般通过实验获得，且须按生产批次进行抽样实验。 必威体育精装版.课件 * 箔式应变片 必威体育精装版.课件 * 2、温度效应 应变片由于温度变化所引起的电阻相对变化（虚假应变），称此现象为温度效应。 1）产生原因 I、温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变。 敏感栅的温度特性： Rt＝R（1＋αtΔt）； ΔRt=Rt－R＝αtRΔt II、试件材料与敏