机械工程测试技术（第3版）课件：电阻式传感器(应变片).pptx

电阻式传感器(应变片)

1.应变片

1)工作原理－－电阻应变效应:金属或半导体材料的电阻值，随着它所承受的机械变形(伸长或缩短)的大小而发生变化的现象。;;

3)应变片的种类

按敏感栅的材料分类：

?(1)金属电阻应变片：

丝式、箔式、薄膜式

薄膜式应变片是采用真空溅射或真空沉积技术,在薄的绝缘基片上蒸镀金属电阻薄膜(厚度在零点几纳米到几百纳米),再加上保护层制成。其优点是灵敏度高,允许通过的电流密度大,工作温度范围广,可工作于-197~317°C。;

箔式应变片;

4)灵敏度分析

应变片的电阻计算公式：R=p.l/A

在外力作用下，引起p、l、A,均会引起电阻R的变化。

求导数得：

代入R=p.l/A;

A=冗r2dA=2冗rdr

从而：=一+;

5)应变片的主要参数

(1)几何参数：表距L和丝栅宽度b，制造厂常用b×L表示。圆弧敏感栅应变片敏感栅基长L从圆弧顶部算起,箔式应变片则从横向粗线的内沿算起。通常L约2~30mm,箔式应变片最小可达0.2mm,长的达100mm或更长。

(2)电阻值：应变片在未安装、不受外力的情况下,于室温时测得的应变片的原始电阻值。这是使用应变片时应知道的。国内应变片习惯上选用120、175、350、500、1000、1500Ω

(3)灵敏系数：表示应变片变换性能的重要参数。

(4)最大工作电流：指允许通过应变片而不影响其工作的最大电流值。工作电流大,应变片输出信号就大,灵敏度就高。;

2应变式传感器

电阻应变片的两种用法：

(1)单个应变片－－需要贴片。

(2)组件(应变式传感器)－－无需贴片。

应变式传感器＝弹性敏感元件＋应变片。弹性敏感元件在被测物理量的作用下,产生一个与它成正比的应变,然后用应变片作为转换元件将应变转换为电阻变化。

1)应变式传感器的特点:;

(a)(b)(c)

柱式测力(称重)传感器

(a)圆柱;(b)圆筒;(c)外形;

(2)应变式压力传感器

一般用来测较大的压力。广泛用于测量管道内部压力,内燃机燃气的压力、压差和喷射压力,发动机和导弹试验中的脉动压力,各种领域中的流体压力等。;;

标准产品;

原理:物品重量通过悬臂梁的结构变形，再通过应变片转化为电量输出。;

电子天平，精度可达十万分之一;

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