電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用與發(fā)展

1、電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用與發(fā)展電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用與發(fā)展一、引文傳感器是一種在工程應(yīng)用上極為常見的重要器件，它是指那些對(duì)被測對(duì)象的某一確定的信息具有響應(yīng)與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換與之對(duì)應(yīng)有用輸出信號(hào)的元器件或裝置。傳感器是一個(gè)完整的測量系統(tǒng)，它能把被測非電量轉(zhuǎn)換成與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的電量輸出，以滿足信息的傳輸處理、記錄、顯示和控制等要求。電阻應(yīng)變式傳感器一種是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電阻變化的傳感器。當(dāng)彈性體（敏感元件）受到所

2、測量的力而產(chǎn)生變形，并使附著其上的電阻應(yīng)變片一起變形。應(yīng)變片再將變形轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，從而可以測量力、壓力、扭矩、位移、加速度和溫度等多種物理量。1.工作原理工作原理電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理是電阻應(yīng)變效應(yīng)，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻值也相應(yīng)發(fā)生變化的物理現(xiàn)象。當(dāng)一個(gè)金屬電阻絲受軸向應(yīng)力作用被拉伸時(shí)，假設(shè)它的長度變化Δl、面積變化ΔA、電阻率變化Δρ、泊松比μ，電阻絲的應(yīng)變靈敏度系數(shù)k0的表達(dá)式可以寫為：用；

3、e)便于多點(diǎn)測量、遠(yuǎn)距離測量和遙測。而其在應(yīng)用上的缺點(diǎn)主要在于：a)對(duì)于大應(yīng)變有較大的非線性，輸出信號(hào)較弱；b)只能測量構(gòu)件的表面應(yīng)變，無法測量內(nèi)部應(yīng)變；c)一個(gè)應(yīng)變片只能測量構(gòu)件表面一個(gè)點(diǎn)沿某個(gè)方向的應(yīng)變，不能進(jìn)行全域性測量。2.發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀自1930年電阻應(yīng)變片初次出現(xiàn)以來，至今已有80年歷史。經(jīng)過多年的研究與實(shí)踐，電阻應(yīng)變式傳感器的設(shè)計(jì)與計(jì)算等基本技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，目前它的的發(fā)展側(cè)重于工藝研究和應(yīng)用研究，在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、

4、工程化設(shè)計(jì)和規(guī)?；a(chǎn)工藝等方面尋求突破，例如在結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)中引入計(jì)算機(jī)擬實(shí)技術(shù)和虛擬技術(shù)，在穩(wěn)定處理中移植振動(dòng)時(shí)效、共振時(shí)效新工藝，在測試檢定中創(chuàng)造自動(dòng)快速檢測和動(dòng)態(tài)比對(duì)方法等。同時(shí)，應(yīng)用技術(shù)研究也有很大進(jìn)展，例如傳感器模塊的組件化設(shè)計(jì)，能夠“即插即用”，可減少由于偏重、熱效應(yīng)影響，偶然超載等引起的稱重誤差，并可承受由于振動(dòng)、沖擊、攪拌或其它外力引起的偏重。3.前景展望前景展望隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)及有限元計(jì)算方法的發(fā)展，以及各種新型傳

5、感器的開發(fā)，有些人認(rèn)為電阻應(yīng)變技術(shù)已趨老化。而事實(shí)上，由于材料科學(xué)的進(jìn)步，電阻應(yīng)變傳感器的核心部分，即電阻應(yīng)變計(jì)的制作材料與工藝仍在不斷地發(fā)展，而其測量方法已十分成熟，因此電阻應(yīng)變傳感器在科研與工業(yè)上仍有廣闊的應(yīng)用前景?？v觀目前國內(nèi)外的應(yīng)變計(jì)市場，電阻應(yīng)變式傳感器今后的發(fā)展呈現(xiàn)以下幾種趨勢：a)普通應(yīng)變計(jì)朝向高精度、使用方便快捷省力方向發(fā)展；b)傳感器用應(yīng)變計(jì)要求多功能、高穩(wěn)定性；c)特殊環(huán)境用應(yīng)變計(jì)的多樣化和穩(wěn)定性的提高?？傊?，小型化