第二章电阳式传感器 山东理工大学机械学院 第二章电阻式传感器 传感器 底盘可调支架
第二章 电阻式传感器 山东理工大学机械学院 第二章 电阻式传感器
第二章电阻式传感器 山东理工火学机械学院 R-AR R-AR A R+AR RARn
第二章 电阻式传感器 山东理工大学机械学院
第二章电阳式传感器 山东理工大学机械学院 ● 基本原理：将被测的非电量转换成电阻值的变化，再经转 换电路变成电量输出。 ●1 电阻材料：导体、半导体、电解质溶液等。 ●物理学原理：导体、半导体的长度或内应力变化、温度变 化导致电阻变化。 ●被测参数：力、压力、应变、加速度等。 ●主要优点：结构简单，性能稳定，灵敏度较高，有的可用 于动态测量。 本章主要研究的内容：应变式传感器和压阻式传感器
第二章 电阻式传感器 山东理工大学机械学院 ⚫ 基本原理：将被测的非电量转换成电阻值的变化，再经转 换电路变成电量输出。 ⚫ 电阻材料：导体、半导体、电解质溶液等。 ⚫ 物理学原理：导体、半导体的长度或内应力变化、温度变 化导致电阻变化。 ⚫ 被测参数：力、压力、应变、加速度等。 ⚫ 主要优点：结构简单，性能稳定，灵敏度较高，有的可用 于动态测量。 ⚫ 本章主要研究的内容：应变式传感器和压阻式传感器
第二章电阻式传感器 山东理工火学机械学院 第一节应变式传感器 定义：应变式传感器是利用金属的电阻应变效应，将被测物 变形转换成电阻变化的传感器。 本节内容： 工作原理 应变片的类型和材料 三. 金属应变片的主要特性 四。转换电路 五 温度误差及其补偿 六 应变式传感器举例
第二章 电阻式传感器 山东理工大学机械学院 第一节 应变式传感器 定义：应变式传感器是利用金属的电阻应变效应，将被测物 变形转换成电阻变化的传感器。 本节内容： 一． 工作原理 二． 应变片的类型和材料 三． 金属应变片的主要特性 四． 转换电路 五． 温度误差及其补偿 六． 应变式传感器举例
第二章电阻式传感器 山东理工大学机械学院 一、 工作原理 ★金属的电阻应变效应 定义：当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将 发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。 一根长/，截面积为S,电阻率为P的金属丝电阻为： R= (2-1)
第二章 电阻式传感器 山东理工大学机械学院 一、工作原理 ★金属的电阻应变效应 定义：当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将 发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。 一根长l ，截面积为S ，电阻率为ρ的金属丝电阻为: （2－1）
第二章电阻式传感器 山东理工大学机械学院
第二章 电阻式传感器 山东理工大学机械学院 如图2-1所示
第二章电阻式传感器 山东理工大学机械学院 当电阻丝受到轴向拉力F作用时，电阻值△R的变化引起电阻 的相对变化为： △R △S (2-2) R 0 △/八=E,为金属导体电阻丝的轴向应变，常用单位μE (μe=1×10-6mm/mm) 假设△r/r为径向应变，且由材料力学知， △r/r=-△/小，式中μ为金属材料的泊松比
第二章 电阻式传感器 山东理工大学机械学院 当电阻丝受到轴向拉力F作用时，电阻值ΔR的变化引起电阻 的相对变化为: Δl/l=ε，为金属导体电阻丝的轴向应变，常用单位με （με=1×10-6 mm/mm） 假设Δr/r为径向应变，且由材料力学知， Δr/r= −μΔl/l，式中为金属材料的泊松比。 （2－2） + − = S S l l R R
第二章电阻式传感器 山东理工火学机械学院 用横向、径向应变、泊松系数带入后电阻变化率为： △R R (1+20)+ (2-3) △R/R =1+2u+ △p/p 8 8 受力后材料几何尺寸变化（1+2μ)；材料电阻率的变化（△p/p)/E。 对于金属材料而言，以前者为主，则k≈1+24，对半导体，k值主要是由 电阻率相对变化所决定。 通常金属丝的灵敏系数k,=2左右
第二章 电阻式传感器 山东理工大学机械学院 用横向、径向应变、泊松系数带入后电阻变化率为： 受力后材料几何尺寸变化（1+2μ）；材料电阻率的变化（Δρ/ρ）/ε。 对于金属材料而言，以前者为主，则k0≈1+2μ，对半导体，k0值主要是由 电阻率相对变化所决定。 通常金属丝的灵敏系数k0=2左右。 (1 2 ) R l R l = + + 0 / / 1 2 R R k 令： = = + + （2－3）
第二章电阻式传感器 山东理工大学机械学院 ★应变片的基本结构及测量原理 1、丝绕式应变片结构： ●合金电阻丝（p0.025mm左右)绕成敏感栅； ●敏感栅粘贴在绝缘的基底1； ●电阻丝的两端焊接引出线4； ●敏感栅上面粘贴有保护用的覆盖层3。 参数：↓一基长，b一基宽，Xb一使用面积 规格：以使用面积和电阻值表示，例如3×10mm2,1202
第二章 电阻式传感器 山东理工大学机械学院 ★应变片的基本结构及测量原理 1、丝绕式应变片结构： ⚫ 合金电阻丝（φ0.025mm左右）绕成敏感栅； ⚫ 敏感栅粘贴在绝缘的基底1 ； ⚫ 电阻丝的两端焊接引出线4； ⚫ 敏感栅上面粘贴有保护用的覆盖层3。 参数：l—基长，b—基宽，l×b—使用面积 规格：以使用面积和电阻值表示，例如3×10mm2 ，120Ω
网画 第二章电阻式传感器 山东理工火学机械学院 图2-21电阻应变片的基本结构 1-敏感栅2-基底3-覆盖层4-引线
第二章 电阻式传感器 山东理工大学机械学院 图2-21 电阻应变片的基本结构 1-敏感栅;2-基底;3-覆盖层;4-引线 1 2