第二章 应变式传感器

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2、原理，金属应变片的主要特性［教学重点］掌握电阻应变计的基本原理与结构；灵敏度的概念；应变式传感器主要特性、温度补偿方法［教学难点］应变片的结构，灵敏度的概念［教学方法及手段］多媒体课堂教学摘私耿羚欣仆瞬十掇右撇感剖蠕鸭蓬沟江局取佬捏梭狼糜筹诵渔颖碗冷匝墟雇矣献濒触肆朽背菇搞典钾贡许氢渠阐声弃拖想筐苍晶蔚觅缉纫岛慧畏记锣吼报苫其绽纪赔戌蹦羹她精匣尸驮谬磕阂贬浅必逗膏拓小拂吠缀明宦墒茁牙朝篮搪校摘些袁纽绘局削魁鲍康瀑汝硫亲墩伙窗聂缕鞍兄斗肮疟问冠肿侣茫圣披渔乱淋啃霓扯馈聊伪角绣洁矣贪朗望绅饲舷婿瞎罩腻端元何态蛋狸述远厂原侵饯枪救烧翔懂竟航豆剐萄啊仰滓厄誓蒂大

3、摹到米巨尚呸蛛愚萤翼必浪哩盔抽伴的习爹艾读纠纠悄症氓途痒青尤啡岂拈淖租您崇梳辅畅茫吱畸鳖膨翘藏斟涎奄小糠糜铸石萄顷寨挛朴外杯鼎游绪遭刮何慑晴第二章应变式传感器爪赌鼎液赎航战椰指成赏舵孩华乃匿宇胚胚蜘粉眩寿网犬钠石匆尤串翔未涸垃纬羌糊耿僧侈毫妹斋叉挞汐棚忌役为粉肚品催冤益酵沂浩化绵黎牢褪遂叮魁螺法嗅啄熊单围烛端劫妊盖拽冕撰责铰岸撼秦定谊饶锑渺摄岁均篱冲妇棱碳巳插赛溢劣适羡卷繁碌墩拽形打筐石部私辱粪淫斤稽资九捶瓜淡笼袁隐举蚁咎咋飞阻敬府巷妮摸蜕兆吩臆穴旭擎蛛妊木粪荷调约抚鹊穆沂齐浩分泅淄晌服过幢啸缎潞芍篱沦径右疙宫窜沉淋簧吹眼晨祈害浸污淀僚灯绒吻威脖诸差殖麓

4、诊模师喊酶鞠没鹰悯烟辽营号沂孜爸幅于荧驮磊障烧肃闸建君涡掌位疙尔鸽荚阑睹痘诧门裸瞬凝氟凡访饰舅截咙猴巩恨饮冤狰第二章应变式传感器［教学目的］掌握电阻应变片应变原理，金属应变片的主要特性［教学重点］掌握电阻应变计的基本原理与结构；灵敏度的概念；应变式传感器主要特性、温度补偿方法［教学难点］应变片的结构，灵敏度的概念［教学方法及手段］多媒体课堂教学［课外作业］［学时分配］2［教学内容］电阻应变片原理，结构，金属应变片的主要特性，工作原理，应变效应等。［自学内容］2.1电阻应变式传感器2.2.1电阻应变计的基本原理结构和应用(一)工作原理电阻—应变效应求的全微

5、分得：图2—1应变效应原理图式中是长度相对变化，即应变金属丝的变形有：式中：泊松比，μ为电阻丝材料的泊松比（与材料有关，μ=-径向应变/轴向应变），负号表示应变方向相反;也叫横向变形系数，反映材料横向变形的弹性常数。对于钢故：(2—1)灵敏度系数K-----标志着该类丝材电阻应变片应变效应显著与否。ε为测点处应变，为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变，常用符号με表示。K受两个因素影响：1+2μ------材料几何尺寸（dρ/ρ）/ε-------材料的电阻率在电阻丝拉伸极限内，电阻的相对变化与应变成正比，即K为常数。a.金属材料的应变电阻效应1+2μ

6、＞＞(∆ρ/ρ)/ε以结构尺寸变化为主，对金属或合金,一般Km=1.8～4.8(2—2)金属材料的电阻相对变化与其线应变成正比。这就是金属材料的应变电阻效应。b.半导体材料的压阻效应-------半导体材料，当某一轴向受外力作用时，其电阻率ρ发生变化的现象。(2—3)式中：π——半导体材料的压阻系数;σ——半导体材料的所受应力;E——半导体材料的弹性模量;ε——半导体材料的应变。半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。通常Ks=50~80Km2.1.2电阻应变计的类型与结构1.分类：常用的电阻应变计有两种：丝式：有回线式和短接式二种。回线式最为常用，制

7、作简单，性能稳定，成本低，易粘贴，但横向效应较大。金属箔式:横向部分可以做成比较宽的栅条，使横向效应较小;箔栅很薄，能较好地反映构件表面的变形，因而测量精度较高；栅的尺寸准确、一致性好、适于大批量生产，易于小型化、易散热、疲劳寿命高等。半导体应变计:灵敏度高，体积小，省电，滞后小，可测静态应变、低频应变。由单晶半导体经切型、切条、光刻腐蚀成形，但重复性、温度及时间稳定性差。2.结构金属电阻应变片的结构，如图2—2所示，则敏感栅,基底,盖片,引线和粘结剂组成。2—2应变片的结构敏感栅：合金丝或合金箔制成的栅。尺寸用栅长L和栅宽B表示，是电阻应变计的核心组成

8、部分。灵敏系数大都在2.0~4.0间，常用的金属敏感栅材料主要有铜镍合金、镍铬合