电阻应变片式传感器

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电阻应变片式传感器及应用

电阻应变片式传感器及应用
对于微小变化,d 故有,R

S
L
L L 2 S S S
L 应变: L 引入两个概念 D D 泊松比: L L

R L S R L S
2DD S S 4 4 S D 2 S D
R1 U U R1 1 2 R R1 2 4 R 1 R1 2R
R R1 1 1 R1 1 2R R1 0 2R
U o
U R1 4 R
以上说明:单臂工作时,输出电压与应变片电阻变化率之间是近
似的线性关系,实际上是非线性关系。这会带来非线性误差。
压阻式固态压力传感器
利用扩散工艺制作的四个 半导体应变电阻处于同一硅片 上,工艺一致性好,灵敏度相 等,漂移抵消,迟滞、蠕变非 常小,动态响应快。
压阻式固态压力传感器的隔离、承压膜片
隔离、承压膜片 可以将腐蚀性的气体、 液体与硅膜片 隔离开 来。
p 压阻式固态 压力传感器
内部结构
信号处 理电路
导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象, 称为电阻应变效应

金属应变片有:丝式和箔式 优点:稳定性和温度特性好. 缺点:灵敏度系数小.

应变效应:
受外力F作用 应力 L,S, R
dR dL L d L dS 对R按应力 求全微分得: 2 d S d S d S d
r r t t 若半导体只沿纵向受应 力,则 r E 式中: r t 纵向、横向压阻系数 E 半导体弹性模数
R (1 2 r E ) r E R
r t 纵向、横向应力 纵向应变
' ' R1' R1 1,R2 R2 1,R3' R3 1,R4 R4 1,

《电阻应变式传感器》课件

《电阻应变式传感器》课件
薄膜电阻应变式传感器利用薄膜材料制作,具有高灵敏度、低热误差等特点;微型电阻应变式传感器则具有体积 小、重量轻、易于集成等优点,常用于微机电系统等领域。
03
电阻应变式传感器的测量电路
直流电桥测量电路
优点
简单、可靠、稳定性好。
缺点
对温度变化敏感,需要采取温度 补偿措施。
交流电桥测量电路
优点
对直流电源的稳定性要求较低,可以减小电源波动对测量结 果的影响。
在工业生产过程中,电阻应变式压力传感器被广泛应 用于压力控制、流量控制等场合,如气瓶压力监测、 管道压力监测等。
汽车行业
汽车发动机、气瓶、刹车系统等都需要用到压力传感 器,来监测和控制各种气体和液体的压力。
位移传感器的应用实例
自动化生产线
在自动化生产线上,位移传感器被用来检测和控制系 统中的物体位置,如机器人手臂的定位、传送带的物 体位置检测等。
电阻应变式传感器
目 录
• 电阻应变式传感器简介 • 电阻应变式传感器的类型与特性 • 电阻应变式传感器的测量电路 • 电阻应变式传感器的误差来源与补偿方法 • 电阻应变式传感器的应用实例
01
电阻应变式传感器简介
定义与工作原理
定义
电阻应变式传感器是一种将应变转换为电阻变化的传感器,通过测量电阻的变 化来测量受力状态。
总结词
半导体应变式传感器具有高灵敏度、 低温度系数和良好的线性等优点。
详细描述
半导体应变式传感器利用半导体的压 阻效应,即当半导体受到外力作用时 ,其电阻值会发生变化。这种传感器 常用于测量加速度、压力和振动等物 理量。
陶瓷电阻应变式传感器
总结词
陶瓷电阻应变式传感器具有耐高温、耐 腐蚀、高绝缘性和良好的稳定性等特点 。

电阻应变式传感器介绍

电阻应变式传感器介绍

最低固化条件 室温10小时或
60℃2小时 室温1小时 室温24小时 室温2.5小时 200℃2小时 150℃3小时 150℃1小时 190℃3小时 200℃3小时 280℃2小时 400℃1小时 400℃3小时
固化压力 /104Pa 0.5~1
粘合时指压
0.3~0.5 粘合时指压 粘合时指压
2 1~2 — — 1~3
基底材料有纸基和胶基。胶基由环氧树脂、酚醛树脂和聚酰亚胺等 制成胶膜, 厚度约0.03~0.05mm
3.黏合剂材料
用于将敏感栅固定于基底上,并将盖片与基底粘贴在一起。使用 金属应变片时,也需用粘结剂将应变片基底粘贴在构件表面某个方 向和位置上。以便将构件受力后的表面应变传递给应变计的基底和 敏感栅。
2.3应变片的主要参数
1.应变片电阻值(R0) 电阻应变片的电阻值为60Ω、120Ω、350Ω,500Ω和1000Ω 等 多种规格,以120Ω最为常用。 应变片的电阻值越大,允许的工作电压就大,传感器的输出电压 也大,相应地应变片的尺寸也要增大,在条件许可的情况下,应 尽量选用高阻值应变片。
2.绝缘电阻(敏感栅与基底间电阻值: 要求>1010欧姆;
在金属丝的弹性范围内,灵敏系数KS 为常数,即 :
R R
Ks
线性关系
通常很小, 常用10-6表示之。例如, 当 为0.000001时, 在工程中 常表示为1 10-6或 m/m。在应变测量中, 也常将之称为微应变
(με)。对金属材料而言, 当它受力之后所产生的轴向应变最好不要 大于1 10-3, 即1000 m/m, 否则有可能超过材料的极限强度而 导致断裂。
合剂
化环已酮、萘酸钴干料
环氧树脂、聚硫酚铜胺、 固化剂
环氧树脂类 酚醛环氧、无机填料、

应变片式电阻传感器实验报告

应变片式电阻传感器实验报告

应变片式电阻传感器实验报告应变片式电阻传感器是一种测量物体表面应变的传感器,广泛应用于工业、军事、医疗等领域。

以下是应变片式电阻传感器实验报告的详细内容:一、实验目的1. 学习应变片式电阻传感器的基本原理和特性。

2. 掌握应变片式电阻传感器的测量方法及操作技巧。

3. 分析不同条件下的实验结果,了解应变片式电阻传感器的适用范围。

二、实验器材与原理实验器材:a. 应变片式电阻传感器b. 电源c. 万用表d. 可调电阻盒e. 电缆及连接线原理:应变片式电阻传感器是利用应变致使电阻值发生变化的原理进行测量。

当应变片受到外力作用后,片上的电阻值会随之改变,通过读取电阻值的变化,可以得到外力的大小。

通常,应变片式电阻传感器会将电阻值变化转换为电压信号输出,进而通过增益电路、滤波电路等处理电路获得精准的测量结果。

三、实验步骤1. 搭建实验电路,将应变片式电阻传感器连接到电源和万用表上,调整电路使电流稳定。

2. 通过可调电阻盒调节电路中的电阻至一定大小,读取电压值并记录。

此时应变片未受到外力作用。

3. 在保持电路参数不变的情况下,给应变片施加一定大小的外力,记录测得的电压值。

4. 根据实验数据计算电阻值及应变量,并绘制电阻随应变变化的曲线图。

5. 将实验数据与理论分析相结合,分析应变片式电阻传感器的特性及适用条件。

四、实验注意事项1. 实验中需要注意电路的接线顺序及稳定性,以确保测量精度。

2. 应严格遵守实验要求,不得超出应变片式电阻传感器的测量范围,避免对设备造成损坏。

3. 在实验过程中应注意安全,谨慎操作,避免发生意外事故。

4. 记录实验数据时,应准确无误地记录每组数据,以保证后续分析的准确性。

五、实验结果及分析通过实验得到的数据,我们可以将电阻值随应变的变化绘制成曲线图。

根据曲线图可以看出,在应变范围内,电阻值与应变量成线性关系。

而在超过一定应变量后,电阻值的增大速度会明显降低,表明应变片失去了线性响应。

简述电阻应变片式传感器的工作原理

简述电阻应变片式传感器的工作原理

简述电阻应变片式传感器的工作原理
电阻应变片式传感器是一种常用的力、压力、扭矩等物理量测量传感器。

其工作原理是利用金属电阻应变效应,将受力物体的力或压力转化为电阻值的变化。

电阻应变片式传感器由一个金属电阻应变片和一个电桥组成。

电阻应变片是由材料特殊制成的弹性金属片,具有高灵敏度和高线性度。

当受到力或压力作用时,电阻应变片会发生形变,导致电阻值发生变化。

电桥由四个电阻组成,其中一个电阻是电阻应变片,其余三个电阻为调零电阻和补偿电阻。

当外力作用下,电桥会产生电势差,通过测量电桥的电压变化,便可知道受力物体的力或压力大小。

具体的工作过程为:当施加力或压力时,电阻应变片发生形变,其电阻值发生变化。

由于电桥平衡条件的改变,电桥会产生一个输出信号,即电压变化。

通过测量这一电压变化,便可以得知受力物体的力或压力。

电阻应变片式传感器可靠性高,精度较高。

在实际应用中,常用于测量力、压力、扭矩等物理量。

四种压力传感器的基本工作原理及特点

四种压力传感器的基本工作原理及特点

四种压力传感器的基本工作原理及特点四种压力传感器的基本工作原理及特点一:电阻应变式传感器一:电阻应变式传感器1 1电阻应变式传感器定义被测的动态压力作用在弹性敏感元件上,被测的动态压力作用在弹性敏感元件上,使它产生变形,使它产生变形,在其变形的部位粘贴有电阻应变片,电阻应变片感受动态压力的变化,电阻应变片感受动态压力的变化,按这种原理设计的传感器称按这种原理设计的传感器称为电阻应变式压力传感器。

为电阻应变式压力传感器。

1.2 电阻应变式传感器的工作原理电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片。

箔式应变片是以厚度为0.002——0.008mm 的金属箔片作为敏感栅材料,,箔栅宽度为0.003——0.008mm 。

丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝(直径0.015--0.05mm),平行地排成栅形(一般2——40条),电阻值60——200 Ω,通常为120 Ω,牢贴在薄纸片上,电阻纸两端焊有引出线,表面覆一层薄纸,即制成了纸基的电阻丝式应变片。

制成了纸基的电阻丝式应变片。

测量时,测量时,用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于待测的弹性敏感元件表面上,待测的弹性敏感元件表面上,弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时,弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时,弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时,电阻片电阻片也跟随变形。

如下图所示。

B 为栅宽,L 为基长。

为基长。

材料的电阻变化率由下式决定:材料的电阻变化率由下式决定:d d d R A R A r r=+ (1) 式中;式中;R —材料电阻由材料力学知识得;由材料力学知识得; [(12)(12)]dRR C K m m e e =++-= (2) K —金属电阻应变片的敏感度系数式中K 对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数,将微分dR 、dL 改写成增量ΔR 、ΔL,可得可得 R L K K R Le D D == (3) 由式(2)可知,可知,当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形ε,而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出,从而得到了ΔR 的变化,也就得到了动态压力的变化,基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。

电阻传感器(应变片修改)

电阻传感器(应变片修改)
金属丝式应变片,金属丝易脱胶,逐渐 被箔式所取代。但金属丝式应变片价格便宜, 多用于大批量、一次性试验。
箔式应变片中的箔栅是金属箔通过光刻 、腐蚀等工艺制成的。箔式应变片与片基的接 触面积大得多,散热条件较好,在长时间测量 时的蠕变较小,一致性较好,目前广泛用于各 种应变式传感器中。
金属丝式应变片的 结构
a)圆片型热敏电阻 b)柱型热敏电阻 c)珠型
热敏电阻 d)铠装型 e)厚膜型 f)图形符号
1—热敏电阻
2—玻璃外壳 3—引出线
4—紫铜外壳 5—传热安装孔
PTC热敏电阻
PTC热敏电阻属于临界温度型(CTR)。 当温度上升到某临界点时,其电阻值突然下降, 可用于各种电子电路中抑制浪涌电流。大功率 PTC还可用作暖风机中的加热元件。
第二类:是将应变片贴于被测试件上,然后将其 接到应变仪上就可直接从应变仪上读取被测试 件的应变量。
应变式力传感器
F
F
F
F
S型力传感器
各种悬臂梁
各种悬臂梁
F
F
固定点
固定点
电缆
应变片在悬臂梁上的粘贴及受力变形
应变式荷重传感器的外形及
应变片的粘贴位置
F
R4
R
R1
2
应变式荷重传感器外形及受力位置(续)
为0.2。
所以必须使用不平衡电桥来测量这一微小
的变化量,将R
2021/7/22
/R转换为输出电压Uo。
33
什么是电桥
不平衡电桥由四个电阻R1、R2、R3、R4组成 一个四边形的回路,每一边称作电桥的“桥臂”。 有4个结点。在a、c结点之间接入电源Ui,而另一 对结点(b、d)之间的电压差作为输出电压端Uo 。 b、d的对地电压相等时称作 “电桥平衡”;反之, 称作“电桥不平衡”。 电桥平衡的条件是: 上下桥臂的左右位置 电阻比例相等。

传感器原理及应用-第2章

传感器原理及应用-第2章

电桥电路
力、加速度、荷重等
应变
电阻变化
电压、电流
图2-1 电阻应变式传感器典型结构与测量原理
电阻应变片:利用金属丝的电阻应变效应或半导 体的压阻效应制成的一种传感元件。
电阻应变片的分类: 金属应变片和半导体应变片。
一、电阻应变片
(一)工作原理——应变效应
导体或半导体材料在外力的作用下产生机械变形时, 其电阻值相应发生变化的现象称为应变效应。
第二章 应变式传感器
主要内容:
一、电阻应变式传感器 二、压阻式传感器
本章重点:
电阻应变式传感器的构成原理及特性 电桥测量电路的结构形式及特点 压阻式传感器的工作原理
基本要求:
掌握电阻应变式传感器的构成原理及特性, 掌握电桥测量电路的结构形式及和差特性,掌握 压阻式传感器的工作原理及设计特点。
in2x
图2-10 应变片对应变波的动态响应
应变片对正弦应变波的响应是在其栅长 l 范围内所
感受应变量的平均值 m,低于真实应变波 t ,从而
产生误差。
t 瞬时应变片中点的应变(真实应变波) 值为:
t
0
s
in2
xt
t 瞬时应变片的平均应变(实际响应波) 值为:
m
也可写成增量形式
RRKs
l l
Ks
式中,Ks——金属丝的应变灵敏系数。物理意义是单位应变 所引起的电阻相对变化量。
金属丝的灵敏系数取决于两部分:
①金属丝几何尺寸的变化, 0 .3 (1 2 ) 1 .6
②电阻率随应变而引起的变化
Hale Waihona Puke 金属丝几何尺寸 金属本身的特性C
如康铜,C≈1, Ks ≈2.0。其他金属, Ks一般在1.8~4.8范围内。
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电阻应变片式传感器应变式传感器已成为目前非电量电测技术中非常重要的检测手段,广泛的应用于工程测量和科学实验中。

它具有以下几个特点。

(1)精度高,测量范围广。

对测力传感器而言,量程从零点几N 至几百kN ,精度可达0.05%F S ⋅(F S ⋅表示满量程);对测压传感器,量程从几十Pa 至1110Pa ,精度为0.1%F S ⋅。

应变测量范围一般可由数με(微应变)至数千με(1με相当于长度为1m 的试件,其变形为1m μ时的相对变形量,即61110μεε-=⨯)。

(2)频率响应特性较好。

一般电阻应变式传感器的响应时间为710s -,半导体应变式传感器可达1110s -,若能在弹性元件设计上采取措施,则应变式传感器可测几十甚至上百kHz 的动态过程。

(3)结构简单,尺寸小,质量轻。

因此应变片粘贴在被测试件上对其工作状态和应力分布的影响很小。

同时使用维修方便。

(4)可在高(低)温、高速、高压、强烈振动、强磁场及核辐射和化学腐蚀等恶劣条件下正常工作。

(5)易于实现小型化、固态化。

随着大规模集成电路工艺的发展,目前已有将测量电路甚至A/D 转换器与传感器组成一个整体。

传感器可直接接入计算机进行数据处理。

(6)价格低廉,品种多样,便于选择。

但是应变式传感器也存在一定缺点:在大应变状态中具有较明显的非线性,半导体应变式传感器的非线性更为严重;应变式传感器输出信号微弱,故它的抗干扰能力较差,因此信号线需要采取屏蔽措施;应变式传感器测出的只是一点或应变栅范围内的平均应变,不能显示应力场中应力梯度的变化等。

尽管应变式传感器存在上述缺点,但可采取一定补偿措施,因此它仍不失为非电量电测技术中应用最广和最有效的敏感元件。

一、电阻应变片的工作原理电阻应变片的工作原理是基于应变效应。

电阻应变效应是指金属导体在外力作用下发生机械变形时,其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。

其中半导体材料在受到外力作用时,其电阻率ρ发生变化的现象叫应变片的压阻效应。

导体或半导体的阻值随其机械应变而变化的道理很简单,因为导体或半导体的电阻LR Sρ=与电阻率及其几何尺寸(其中ρ——电阻丝的电阻率;L ——电阻丝的长度;S ——电阻丝的截面积。

)有关,当导体或半导体受到外力作用时,这三者都会发生变化,从而引起电阻的变化。

因此通过测量阻值的大小,就可以反映外界作用力的大小。

如图1.4所示,设有一圆形截面的金属丝,长度为l ,截面积为S ,材料的电阻率为ρ,这段金属线的电阻值R 为LR Sρ=, (式1-1)(1-1) 式两边取对数,得 ln ln ln ln R l S ρ=+- 等式两边微分,则得 dR dR ρρ=+式中dRR ——电阻的相对变化; d ρρ——电阻率的相对变化; dl l ——金属丝长度相对变化,用ε表示,dl l ε=称为金属丝长度方向的应变或轴向应变; dS S ——截面积的相对变化,因为2S r π=,r 为金属丝的半径,则2dS rdr π=,2dS dr S r =⋅,dr r为金属丝半径的相对变化,即径向应变r ε。

由《材料力学》知道,在弹性范围内金属丝沿长度方向伸长时,径向(横向)尺寸缩小,反之亦然。

即轴向应变ε与径向应变r ε存在下列关系r εμε=- (式1-3)式中μ——金属材料的泊松比。

负号表示应变方向相反。

根据实验研究结果,金属材料电阻率相对变化与其体积相对变化之间有下列关系d dVCVρρ= (式1-4) 式中 C ——金属材料的某个常数,例如,康铜(一种铜镍合金)丝1C ≈;V ——体积。

体积相对变化dVV与应变ε、r ε之间有下列关系 V S l =⋅22(12)r dV dS dlV S lεεμεεμε=+=+=-+=- 由此得(12)d dVCC Vρμερ==- 将上述各关系式一并代入(1-2)式,得(12)2[(12)(12)]s dRC C K Rμεεμεμμεε=-++=++-⋅=⋅ (式1-5) 式中,s K 对于一种金属材料在一定应变范围内为一常数。

将微分dR 、dl 改写成增量R ∆、l ∆,可写成下式s s R lK K R lε∆∆==⋅ (式1-6) 即金属丝电阻的相对变化与金属丝的伸长或缩短之间存在比例关系。

比例系数s K 称为金属丝的应变灵敏系数,其物理意义为单位应变引起的电阻相对变化。

其表达式为:[(12)(12)]12s d K C ρρμμμε=++-=++。

由此可知,灵敏系数s K 受两个因素影响:前一部分是应变片受力后材料几何尺寸的变化, 即(12)μ+,一般金属的0.3μ≈,因此(12) 1.6μ+≈;另一个是应变片受力后材料的电阻率发生的变化, 即()d ρρε。

对金属材料来说,电阻丝灵敏度系数表达式中(12)μ+的值要比()d ρρε大得多,它除与金属丝几何尺寸变化有关外,还与金属本身的特性有关,如康铜1C ≈, 2.0s K ≈,其他金属或合金,s K 一般在1.8 3.6:范围内。

而半导体材料的()d ρρε项的值比(12)μ+大得多。

大量实验证明,在电阻丝拉伸极限内,电阻的相对变化与应变成正比,即s K 为常数。

半导体应变片是用半导体材料制成的,其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。

压阻效应是指半导体材料,当某一轴向受外力作用时, 其电阻率ρ发生变化的现象。

当半导体应变片受到轴向力作业时,其电阻相对变化为(12)d dRR ρρμεε=++ (式1-7)式中为半导体应变片的电阻率相对变化量,其值与半导体敏感元件在轴向所受的应变力有关,其关系为d E ρπσπερ=⋅=⋅⋅ (式1-8)式中: π——半导体材料的压阻系数,()1140~8010Pa π-=⨯;σ——半导体材料的所受应变力;E ——半导体材料的弹性模量,111.6710E Pa =⨯;ε——半导体材料的应变。

将式(1-8)代入式(1-7)中得(12)dRE Rμπε=++ 实验证明,E π比12μ+大上百倍,所以12μ+可以忽略,因而半导体应变片的灵敏系数为s dRR K Eπε==⋅ (式1-9)半导体应变片的灵敏系数比金属丝式高50~80倍, 但半导体材料的温度系数大,应变时非线性比较严重, 使它的应用范围受到一定的限制。

用应变片测量应变或应力时,根据上述特点,在外力作用下,被测对象产生微小机械变形,应变片随着发生相同的变化,同时应变片电阻值也发生相应变化。

当测得应变片电阻值变化量为ΔR 时,便可得到被测对象的应变值,根据应力与应变的关系,得到应力值σ为E σε=⋅ (式1-10)由此可知,应力值σ正比于应变ε,而试件应变ε正比于电阻值的变化,所以应力σ正比于电阻值的变化,这就是利用应变片测量应变的基本原理。

二、电阻应变片的结构、类型及主要特性电阻应变片式传感器就是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。

电阻式传感器的基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化,再经相应的测量电路显示或记录被测量质的变化。

传感器由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成。

当被测物理量作用在弹性元件上时, 弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化,通过转换电路将其转变成电量输出,电量变化的大小反映了被测物理量的大小。

应变式电阻传感器是目前测量位移、力、力矩、压力、加速度、重量等参数应用最广泛的传感器。

1)电阻应变片的类型传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。

电阻应变片品种繁多, 形式多样。

但常用的应变片可分为两类: 金属电阻应变片和半导体电阻应变片。

金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。

半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。

具体分类如图1.2所示。

图1.2 电阻应变片分类图丝式应变片:是金属电阻应变片的典型结构,是将一根高电阻率金属丝(直径0.025mm左右)绕成栅形,粘贴在绝缘的基片和覆盖层之间并引出导线构成。

这种应变片制作简单、性能稳定、成本低、易粘贴。

分为回丝式和短接式两种形式。

回丝式应变片因圆弧部分参与变形,横向效应较大;短接式应变片敏感栅平行排列,两端用直径比栅线直径大5~10倍的镀银丝短接而成,其突出优点是克服了回丝式应变片的横向效应,但由于焊点多,在冲击、振动试验条件下,易在焊接点处出现疲劳破坏,丝式应变片的结构如图1.3所示。

图1.3 丝式应变片箔式应变片:是利用光刻、腐蚀等工艺制成的一种很薄的金属箔栅, 其厚度一般在0.003~0.01mm。

它们的优点是敏感栅的表面积和应变片的使用面积之比大,散热条件好,允许通过的电流较大,灵敏度高,工艺性好,可制成任意形状,易加工,适于成批生产,成本低。

由于上述优点,箔式应变片在测试中得到了日益广泛的应用,在常温条件下,有逐步取代丝式应变片的趋势。

下图1.4为常见的几种箔式应变片构造形式。

电阻应变片金属应变片半导体应变片丝式箔式薄膜式半导体敏感条图1.4 箔式应变片薄膜应变片:是采用真空蒸发或真空沉淀等方法在薄的绝缘基片上形成0.1μm以下的金属电阻薄膜的敏感栅, 最后再加上保护层。

它的优点是应变灵敏度系数大, 允许电流密度大, 工作范围广,易实现工业化生产。

半导体应变片:常是用硅或锗等半导体材料作为敏感栅,一般为单根状,如图1.5所示。

其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。

所谓压阻效应,是指半导体材料在某一轴向受外力作用时, 其电阻率ρ发生变化的现象。

根据压阻效应,半导体同金属丝一样可以把应变转换成电阻的变化。

与金属应变片相比较,半导体应变片突出优点是灵敏度高, 比金属丝式高50~80倍, 尺寸小, 横向效应小, 动态响应好。

但它有温度系数大, 应变时非线性比较严重等缺点。

图1.5 半导体应变片2)电阻应变片的结构电阻应变片基本结构如下图1.6所示。

图中各数字分别是:1-敏感栅;2-基底;3-引线;4-覆盖层;5-粘结剂;6-电极。

图1.6 电阻应变片式传感器下边将以金属电阻应变片详细介绍电阻应变片的基本结构,如下图1.7所示。

它由覆盖层、敏感栅、基底、引线及粘合剂组成。

b引线覆盖层基底L电阻丝敏感栅图1.7 金属电阻应变片的结构敏感栅:应变计中实现应变-电阻转换的敏感元件。

敏感栅合金材料的选择对所制造的电阻应变计性能的好坏起着决定性的作用。

它是应变片最重要的组成部分,由某种金属细丝绕成栅形。

一般用于制造应变片的金属细丝直径为0.0150.05mm :。

电阻应变片的电阻值为60Ω、120Ω、200Ω等各种规格,以120Ω最为常用。

敏感栅在纵轴方向的长度称为栅长,图中用L 表示。

在与应变片轴线垂直的方向上,敏感栅外侧之间的距离称为栅宽,图中用b 表示。

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