第二章 應變式傳感器

1、第二章第二章應變式傳感器應變式傳感器［教學目的］掌握電阻應變片應變原理，金屬應變片的主要特性［教學重點］掌握電阻應變計的基本原理與結(jié)構(gòu)；靈敏度的概念；應變式傳感器主要特性、溫度補償方法［教學難點］應變片的結(jié)構(gòu)，靈敏度的概念［教學方法及手段］多媒體課堂教學［課外作業(yè)］［學時分配］2［教學內(nèi)容］電阻應變片原理，結(jié)構(gòu)，金屬應變片的主要特性，工作原理，應變效應等。［自學內(nèi)容］2.12.1電阻應變式傳感器電阻應變式傳感器2.2.1電阻應變計的基本

2、原理結(jié)構(gòu)和應用電阻應變計的基本原理結(jié)構(gòu)和應用(一)工作原理電阻—應變效應求的全微分得：SLR??R?????????SSLLRR式中是長度相對變化，即應變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，μ=徑向應變軸向應變），負號表示應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標志著該類絲材電阻應變片應變效應顯著與否。ε為測點處應變，為無量綱的量，但習慣上仍給以單位微應變，常用符號με表示。K受兩個因素影響：受兩個因素影響：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變成正比，即K為常數(shù)。a.金屬材料的應變電阻效應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應變效應原理圖??)

4、21(??RdR改良型）、鎳、鐵鉻鋁、鉑或鉑鎢等。2.1.32.1.3、電阻應變計的應用、電阻應變計的應用1、應變計的選用（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、時間、最大應變量及精度（3）阻值選擇——根據(jù)測量電路和儀器選定標稱電阻（4）尺寸考慮——試件表面、應力分布、粘貼面積（5）其他考慮——特殊用途、惡劣環(huán)境、高精度2、應變計的使用（1）粘結(jié)劑的選擇通常在室溫工作的應變片多采用常溫、指壓固化條件的粘

5、結(jié)劑如聚脂樹脂、環(huán)氧樹脂類。（2）應變計的粘貼（錄像）①準備——試件和應變片；②涂膠；③貼片；④復查；⑤接線；⑥防護。2.22.2金屬電阻應變片的主要特性金屬電阻應變片的主要特性1.應變片的電阻值(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，允許電流一般為25mA；動態(tài)測量時，允許電流可達75～100mA；5.橫向效應與橫向靈敏系數(shù)圖2—3橫向效應