2第二章-应变式传感器第二讲.ppt

H:\movie\电影片段\vite-divx-ai.cd1.mpg第二章应变式传感器预备知识：应变描述：正应变ε：切应变εt：直角坐标系下的应变描述一点P有六个独立应变分量三个正应变，三个切应变为x，y轴之间切应变为y，z轴之间切应变为y，z轴之间切应变平面极坐标下的应变描述一点P有三个独立的应变分量两个正应变，一个切应变径向正应变切向正应变径向与切向之间的切应变两维平面应力问题某点处应变状态为εx,εy,εxy设：β方向的正应变为εβ应力某一弹性截面上受力情况如图ε：垂直与作用面的应力τ：平行于作用面的应力（切应力）的理论基础

引言：一般课题的研究方法与骤1）课题来源：用户、实际、创想2）课题条件：有界、半无届、无界3）课题分析：查资料、课题难点、解决思路、方案及方案论证4）方案设计：理论、分析、计算、设计5）实验室样机7）中试8）批量生产一、金属材料应变电阻效应1）勃里格日迈赫研究发现，金属材料的电阻率相对变化与体积相对变化有如下关系：对于金属导体体积，v=A·l，两边取对数然后微分：2）金属材料物理特征有：电阻率ρ（Ω·М）；电阻温度系数α（？/℃）；膨胀系数（？/℃）。,两边取对数：微分：定义：为电阻相对变化为轴向应变，用ε表示为径向应变，用εr表示为电阻率相对变化三动态特性被测量是动态量（最简单正弦波）应力在材料中传播是有速度限制的例：粘合剂中1000m/s金属钢中5000m/s概念：应变计测量的是整个感受应变的平均值令平均值与真值之间的相对误差为e令则做级数展开：上式说明：当材料与形状确定时，为常数；误差要求不同，则要求工作频率限制不同，即误差决定工作频上限。例（书上）：V＝5000m/s,L=1mm当f＝390kHz时，e＝1%结构及材料四测量电路1）直流电桥ab间开路电压：平衡时：If＝0即R1R4－R2R3=0第二类对称形式第一类对称形式**同学们早晨好！A′B′ABll′αα′B′BAA′CC′Pxyz其中：u,v,w为在x,y,z轴三个方向上的位移分量yxwvPεrrθεθ其中w,v为在径向与切向的位移分量yxββεxyβ方向xyzΔFετPΔAT(各部分受力不均匀,变化无重复性,非线性)受力情况3)三个关系:①径向应变与轴向应变的关系.(材料力学己证明)∵:泊松系数负号:一边增加则另一边减少∴∴②应力T与电阻率相对变化之间的关系.:压阻系数系数应力T:拉力,压力,剪切力③应力与应变之间的关系系数E:杨氏模量注:材料不同,三个系数的值也不同4)灵敏度系数Ko将上述各值代入其中:得到:对金属:很小,可以忽略.对半导体:比大的多,可以忽略.金属材料的电阻相对变化与其线性应变成正比，称为金属材料的应变电阻效应。(C.S.Smith等学者发现了锗、硅胶等单晶半导体材料的压阻效应。）=形变部分+压阻变化部分二、横向效