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2.应变式电阻传感器,丝式应变片,箔式应变片,5.2 电阻传感器,(1).应变效应,导体或半导体在外力作用下产生机械变形而引起导体或半导体的电阻值发生变化的物理现象称为应变效应。,传感元件：电阻应变片，它是一种把被测试件的应变量转换成电阻变化量的传感元件。,应变片受力,应变,比例关系,比例关系,应变片电阻的变化,5.2 电阻传感器,(2).工作原理,式中，导线的电阻率，又称为电阻系数,金属导线的应变电阻效应：,当金属丝由于受到轴向力P而伸长时，长度增长，截面积减小，其电阻值就增大；反之，如细丝因受压力而缩短，即长度变短，截面积变粗时，则电阻就减小。,5.2 电阻传感器,S由两部分组成：,前一部分(1+2)是由金属导线的几何变形引起的；,后一部分E除与金属导线几何尺寸有关外，还与金属本身的特性有关。,：泊松系数，E:弹性模量，:纵向应变，:压阻系数,推导,5.2 电阻传感器,金属应变片（不变）,半导体应变片（变化）,5.2 电阻传感器,(3).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 bL 表示。2)电阻值：应变计的原始电阻值。3)灵敏系数：表示应变计变换性能的重要参数。4)其它表示应变计性能的参数（工作温度、滞后、蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度等）。,5.2 电阻传感器,(4).金属应变计,金属应变计有:1、丝式 2、箔式 3、薄膜式优点:精度高，测量范围广；使用寿命长稳定性和温度特性好；体积小，重量轻，价格便宜；频率响应好，可用于动态和静态测试。缺点:灵敏度系数小.,应变计,5.2 电阻传感器,(5).半导体应变计,应变计,体型,薄膜型,扩散型,5.2 电阻传感器,受到应力作用时，电阻率发生变化优点：应变灵敏度高，分辨率高，频率响应高;体积小;能制成具有一定应变电阻的元件.缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。,应变片受力后，电阻的变化dR,则,两边同除以R，同时R=L/A，则,dL/L=金属导线长度的相对变化，称纵向应变。d/导线电阻率的相对变化。dA/A导线截面积的相对变化，称为称横向应变。,(2).工作原理,5.2 电阻传感器,对于圆形截面积的导线，若其半径为r，则,横向应变dr/r和纵向应变dL/L之比称为泊松比，即,故,5.2 电阻传感器,E为导线材料的弹性模量，为压阻系数，与材料有关。,则,已知,当导体材料确定后，、E均为常数，则(1+2+E)为常数。,灵敏度为：,应变片电阻的相对变化率dR/R与应变之间是线形关系,5.2 电阻传感器,S由两部分组成：,前一部分(1+2)单由金属导线的几何尺寸变化引起的；,后一部分E是电阻率随应变而引起变化的部分，它除与金属导线几何尺寸有关外，还与金属本身的特性有关。,返回,5.2 电阻传感器,