第二章 應(yīng)變式傳感器

1、第二章第二章應(yīng)變式傳感器應(yīng)變式傳感器［教學(xué)目的］掌握電阻應(yīng)變片應(yīng)變原理，金屬應(yīng)變片的主要特性［教學(xué)重點(diǎn)］掌握電阻應(yīng)變計(jì)的基本原理與結(jié)構(gòu)；靈敏度的概念；應(yīng)變式傳感器主要特性、溫度補(bǔ)償方法［教學(xué)難點(diǎn)］應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)，靈敏度的概念［教學(xué)方法及手段］多媒體課堂教學(xué)［課外作業(yè)］［學(xué)時(shí)分配］2［教學(xué)內(nèi)容］電阻應(yīng)變片原理，結(jié)構(gòu)，金屬應(yīng)變片的主要特性，工作原理，應(yīng)變效應(yīng)等。［自學(xué)內(nèi)容］2.12.1電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器2.2.1電阻應(yīng)變計(jì)的基本

2、原理結(jié)構(gòu)和應(yīng)用電阻應(yīng)變計(jì)的基本原理結(jié)構(gòu)和應(yīng)用(一)工作原理電阻—應(yīng)變效應(yīng)求的全微分得：SLR??R?????????SSLLRR式中是長度相對變化，即應(yīng)變LL??金屬絲的變形有：式中：泊松比，LLrrSS???????22?μ為電阻絲材料的泊松比（與材料有關(guān)，μ=徑向應(yīng)變軸向應(yīng)變），負(fù)號表示應(yīng)變方向相反也叫橫向變形系數(shù)，反映材料橫向變形的彈性常數(shù)。對于鋼285.0??故：(2—1)?????????)21(RR靈敏度系數(shù)????????

3、???21RRkK標(biāo)志著該類絲材電阻應(yīng)變片應(yīng)變效應(yīng)顯著與否。ε為測點(diǎn)處應(yīng)變，為無量綱的量，但習(xí)慣上仍給以單位微應(yīng)變，常用符號με表示。K受兩個(gè)因素影響：受兩個(gè)因素影響：12μ材料幾何尺寸材料幾何尺寸（dρρ）ε材料的電阻率材料的電阻率在電阻絲拉伸極限內(nèi)，電阻的相對變化與應(yīng)變成正比，即K為常數(shù)。a.金屬材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)12μ＞＞＞＞(?ρρ)ε以結(jié)構(gòu)尺寸變化為主，對金屬或合金一般Km=1.8～4.8(2—2)圖2—1應(yīng)變效應(yīng)原理圖??)

4、21(??RdR改良型）、鎳、鐵鉻鋁、鉑或鉑鎢等。2.1.32.1.3、電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)用、電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)用1、應(yīng)變計(jì)的選用（1）選擇類型——使用目的、要求、對象、環(huán)境等（2）材料考慮——使用溫度、時(shí)間、最大應(yīng)變量及精度（3）阻值選擇——根據(jù)測量電路和儀器選定標(biāo)稱電阻（4）尺寸考慮——試件表面、應(yīng)力分布、粘貼面積（5）其他考慮——特殊用途、惡劣環(huán)境、高精度2、應(yīng)變計(jì)的使用（1）粘結(jié)劑的選擇通常在室溫工作的應(yīng)變片多采用常溫、指壓固化條件的粘

5、結(jié)劑如聚脂樹脂、環(huán)氧樹脂類。（2）應(yīng)變計(jì)的粘貼（錄像）①準(zhǔn)備——試件和應(yīng)變片；②涂膠；③貼片；④復(fù)查；⑤接線；⑥防護(hù)。2.22.2金屬電阻應(yīng)變片的主要特性金屬電阻應(yīng)變片的主要特性1.應(yīng)變片的電阻值(R0)601201203506001000Ω等各種規(guī)格.2.絕緣電阻敏感柵與基底之間電阻值.3.靈敏系數(shù)(K)4.允許電流靜態(tài)測量時(shí)，允許電流一般為25mA；動態(tài)測量時(shí)，允許電流可達(dá)75～100mA；5.橫向效應(yīng)與橫向靈敏系數(shù)圖2—3橫向效應(yīng)