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1、1•金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同？答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。2.传感器的静态特性指什么？衡量它的性能指标主要有哪些？答:传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出一输入关系。与时间无关。主要性能指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。3.简述电阻应变片产生热输出（温度误差）的原因及其补偿方法。答：应变计的温度效应及其热输出由两部分组成：前部分为热阻效应所造成；后部分为敏感栅与试件
2、热膨胀失配所引起。在工作温度变化较大时，这种热输出干扰必须加以补偿。热输出补偿就是消除£对测量应变的干扰。常采用温度自补偿法和桥路补偿法。4.现有栅长为3mm和5mm两种丝式应变计，其横向效应系数分别为5%和3%,欲用来测量泊松比U二0.33的铝合金构件在单向应力状态下的应力分布（其应力分布梯度较大）。试问：应选用哪一种应变计?为什么？dR八小、dp=（l+2//）fx+—答：应选用栅长为5mm的应变计。由公式尺P和—=［（1+2“）+C（1-2“）瓦=K启R知应力大小是通过测量应变片电阻的变化率来实现的。电
3、阻的变化率主耍由受力后金屈丝几何尺寸变化所致部分（相对较大）加上电阻率随应变而变的部分（相对较小）。一般金属卩=0.3,因此（1+211）21.6；后部分为电阻率随应变而变的部分。以康铜为例，C=l,C（l-2u）~0.4,所以此时K0=Km^2.0o显然，金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。从结构尺寸看，栅长为5mm的丝式应变计比栅长为3mm的应变计在相同力的作用下，引起的电阻变化大。5.为什么常用等强度悬臂梁作为应变式传感器的力敏元件？现用一等强度梁：有效长150mm,固支处宽b=18mm,厚h=5
4、mm,弹性模量E=2X105N/mm2,贴上4片等阻值、K二2的电阻应变计，并接入四等臂差动电桥构成称重传感器。试问：1）悬臂梁上如何布片？又如何接桥?为什么？2）当输入电压为3V,有输出电压为2mV时的称重量为多少？答：当力F作用在弹性臂梁自由端时，悬臂梁产生变形，在梁的上、下表面对称位置上应变大小相当，极性相反，若分别粘贴应变片Rl、R4和R2、R3,并接成差动电桥，则6FI£x=电桥输出电压Uo与力F成正比。等强度悬臂梁的应变'“肝E不随应变片粘贴位置变化。1）、悬臂梁上布片如图2-20a所示。接桥方式
5、如图2-20b所示。这样当梁上受力时，RKR4受拉伸力作用，阻值增大，R2、R3受压，阻值减小，使差动输出电压成倍变化。可提高灵敏度。2）、当输入电压为3V,有输出电压为2mV时的称重量为：计算如下：rT口"6F/bh2EUo=UjKj=UjK—-^―=>F=U°由公式："ME6KlUi代入各参数算F二33.3N；1牛顿=0.102千克力;所以，F=3.4Kgo此处注意:F=m*g；即力二质量*重力加速度；l=lKg*9.8m/s2.力的单位是牛顿(N)和质量的单位是Kg；所以称得的重量应该是3.4Kgo2
6、.如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2二R3二R是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，AR表示应变片发生应变后，电阻值的变化量。当应变片不受力，无应变时AR=0,桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片应变后电阻值的变化量。试证明：Ucd=-(E/2)(AR/R)e(15分)证R、=R+A/?,R4=R—A/?EEe=—沁—ucd=ucb-=R+AR+RR_R+R4,-AR2h_EARu边—略去M的第二项
7、，即可得2R3.一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm,内径18mm,在其表面粘贴八各应变片，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120Q,灵敏度为2.0,波松比为0.3,材料弹性模fiE=2.lXIOllPao要求：①绘出弹性元件贴片位置及全桥电路；②计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；③当桥路的供电电压为10V时，计算传感器的输岀电压。解：①②圆桶截面积A=4^-^）=59-7x10^应变片1、2、3、4感受纵向应变;£i=S2=^=£4=fi!r应变片5、6、
8、7、8感受纵向应变;满量程时:=ZOxxl20=0.191Q10x10s59.7x10^x2.IxlO11碣二峡二舛二碍"码=-03x0.151=-0.0573（3）2_訐（2同务谒*込（劇耳丽而磊而严10：f/Xl0
