1.优点精度高,测量范围宽,寿命长,结构简单,体积小,重量轻,频率响应特性好,可在恶劣条件下工作,易于实现小型化,集成化和多样化。
2.缺点对于大应变,存在很大的非线性,输出信号很弱,但可以采取一定的补偿措施。
因此它广泛用于自动测试和控制技术。
应变电阻传感器是基于测量由物体的变形产生的应变的传感器。
最常用的传感元件是应变计。
有两种类型的电阻应变计:金属和半导体。
金属应变计有金属丝,箔和薄膜两种。
半导体应变计具有高灵敏度(通常为丝和箔的数十倍)和较小的横向效应的优点。
一,基本结构:1,粘合剂层2,基材3,粘合剂层4,盖板5,敏感栅格6,引线金属材料,半金属材料2,工作原理电阻应变效应是指金属导体的作用外力当发生机械变形时,电阻值随着机械变形(伸长或缩短)的变化而变化。
应变片压阻效应:半导体材料的电阻率ρ在受到外力时发生变化的现象。
应变电阻传感器的工作原理基于电阻应变效应原理。
应变仪由金属电阻丝形成并附接到弹性体。
在测量过程中,当弹性体受力变形时,应变仪的敏感栅格也发生变形,电阻值相应变化,并由转换电路转换为电压或电流变化。
电阻应变效应:一根金属电阻丝的长度为L,横截面为S,电阻率用ρ表示,材料的泊松系数为μ。
当电阻丝不受外力时,其电阻值为:R =ρL/ S(Ω)式中:L-金属线长度S-金属线截面积ρ-导电率(不同材料电阻率)通过拉伸力F拉伸和变形金属线的端部。
通过其伸长率ΔL,横截面积减小,并且其截面圆的半径减小Δr。
金属电阻丝变形后,电阻率也会变化。
这种现象称为电阻应变效应。
变形后导电率被称为Δρ,并且等式(2-1)被完全区分,即,在电阻线伸长之后电阻值变化多少。
我们有; ΔR=ΔρL/ S +ΔLρ/SCΔSρL/ S2(2-2)使用公式(2-1)去除公式(2-2)得到ΔR/ R =Δρ/ρ+ΔL/LCΔS/ S(2) -3)另外,我们知道导线的横截面积是S =πr2,那么Δs=2πr*Δr,所以; ΔS/ S =2Δr/ r(2-4)根据材料力学我们知道:Δr/ r =-μΔL/ L(2-5)其中负号表示半径在伸长方向上减小。
μ是表示材料横向效应的泊松系数。
将等式(2-4)和(2-5)代入(2-3)。
ΔR/ R =Δρ/ρ+ΔL/ L +2μΔL/ L =(1 +2μ(Δρ/ρ)/(ΔL/ L))*ΔL/ L = K *ΔL/ L(2-6)其中:K = 1 +2μ+(Δρ/ρ)/(ΔL/ L)(2-7)在材料力学中,ΔL/ L称为应变,表示为ε,通常用于表示弹性倾向于太大,经常服用百万分之一用作一个单位,记录为με。
因此,公式(2-6)通常写为:ΔR/ R =Kε(2-6))表示应变仪的电阻变化率与电线的伸长率之间的关系。
结论:1。
当导线受到外力时,其长度和横截面积将发生变化。
2.当线材被外力拉伸时,长度增加,并且横截面积减小,并且电阻值增加。
3.当外力压缩线时,长度减小,横截面增加,电阻值减小。
4.阻力变化通常很小。
1.将应变计连接到试件上,直接测量试件的应力或应变。
a)齿轮齿弯矩b)飞机机身应力c)柱应力d)桥梁应力2,应变片附着在弹性元件上,与弹性元件一起构成应变传感器,常用于测量力,位移,压力,加速等参数。