�(yīng)�電阻傳感�是以電阻�(yīng)變計為轉(zhuǎn)換元�,將非電量如:力、壓�、位移、加速度、扭矩等參數(shù)�(zhuǎn)換為電量的電阻式傳感器。它是實�(xiàn)測試和自動控制的首要�(huán)節(jié),常用的�(yīng)變電阻傳感器有應(yīng)變式�力傳感器、應(yīng)變式壓力傳感�、應(yīng)變式扭矩傳感���
1、優(yōu)�
精度�,測量范圍廣,壽命�,�(jié)�(gòu)簡單,尺寸小,重量輕,頻響特性好,能在惡劣條件下工作,易于實�(xiàn)小型化、整體化和品種多樣化��
2、缺�
對于大應(yīng)變有較大的非線�、輸出信號較弱,但可采取一定的補償措施�
因此它廣泛應(yīng)用于自動測試和控制技�(shù)��
�(yīng)變電阻傳感器是基于測量物體受力變形所�(chǎn)生應(yīng)變的一種傳感器,最常用的傳感元件為電阻�(yīng)變片。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩�,金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔�、薄膜式之分。半�(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效�(yīng)小等�(yōu)點�
一、基本結(jié)�(gòu)�1、粘合層 2、基� 3、粘合層 4、蓋� 5、敏感柵 6、引出線
金屬材料、半金屬材料
�、工作原�
電阻�(yīng)變效�(yīng)是指金屬�(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機械變形時,其電阻值隨著所受機械變�(伸長或縮�)的變化而發(fā)生變化的�(xiàn)��
�(yīng)變片壓阻效應(yīng):半�(dǎo)體材料在受到外力作用�,其電阻率ρ發(fā)生變化的�(xiàn)��
�(yīng)變電阻傳感器的工作原理是基于電阻�(yīng)變效�(yīng)原理。用金屬電阻絲制作成電阻�(yīng)變片,將其粘貼在彈性體�。測量時,當(dāng)彈性體受力變形�,應(yīng)變片的敏感柵也隨同變形,其電阻值發(fā)生相�(yīng)變化,通過�(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化�
電阻�(yīng)變效�(yīng)�
一段金屬電阻絲長度為L,橫截面為S,電阻率記作ρ,材料的泊松系數(shù)是μ。當(dāng)這根電阻絲未受外力作用時,它的電阻值為�
R = ρL/S(Ω)
其中:L-金屬�(dǎo)線長� S-金屬�(dǎo)線橫截面� ρ-電導(dǎo)率(不同材料電阻率不同)
�(dāng)金屬�(dǎo)線兩端受拉力F伸長變形。設(shè)其伸長ΔL,橫截面積則縮小,它的截面圓半徑減少Δr。金屬電阻絲在變形后,電阻率也會有所改變,這種�(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效�(yīng)�
將變形后電導(dǎo)率記作Δ�,對式(2-1)求全微�,即求出電阻絲伸長后,其電阻值改變了多少。我們有�
ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S CΔSρL/S2 �2-2� 用式�2-1)去除式�2-2)得�
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L C ΔS/S �2-3� 另外,我們知道導(dǎo)線的橫截面積 S =πr2,則 Δs = 2πr*Δr,所��
ΔS/S = 2Δr/r �2-4�
從材料力�(xué)我們知道: Δr/r = -μΔL/L �2-5�
其中,負號表示伸長時,半徑方向是縮小�。μ是表示材料橫向效應(yīng)泊松系數(shù)。把式(2-4)(2-5)代入(2-3��
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L =�1 + 2μ(Δ�/ρ�/(ΔL/L))*ΔL/L = K *ΔL/L �2-6�
其中:K = 1 + 2μ +(Δ�/ρ�/(ΔL/L� (2-7)
在材料力�(xué)中ΔL/L稱作為應(yīng)�,記作ε,用它來表示彈性往往顯得太大,常常把它的百萬分之一作為單位,記作μ��
這樣,式(2-6)常寫作:
ΔR/R = Kε
式(2-6))說明了電阻應(yīng)變片的電阻變化率和電阻絲伸長率之間的�(guān)��
�(jié)論:
1、當(dāng)金屬絲受外力作用�,其長度和截面積都會�(fā)生變化�
2、金屬絲受外力作用而伸長時,長度增�,而截面積減少,電阻值會增大�
3、當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時,長度減小,而截面增�,電阻值會減小�
4、阻值變化通常較小�
1、將�(yīng)變片粘貼于被測試件上,直接用來測定試件的�(yīng)力或�(yīng)��
a)齒輪輪齒彎矩
b)飛機機身�(yīng)�
c)立柱�(yīng)�
d)橋梁�(yīng)�
2、將�(yīng)變片貼于彈性元件上,與彈性元件一起構(gòu)成應(yīng)變式傳感�,常用來測量�、位�、壓力、加速度等參�(shù)�
維庫電子�,電子知�,一查百��
已收錄詞�160775�