学习情境一 电子秤的力测量系统 [目的要求] 了解应变传感器的类型、结构及应用。 [学习重点] 应变传感器的类型、结构。 [学习建议] 通过设计组装电子秤电路全面掌握应变式传感器。 [学习内容] (一)电路原理分析 (二)电路设计 (三)元件参数分析 (四)电路组装调试
学习情境一 电子秤的力测量系统 [目的要求] 了解应变传感器的类型、结构及应用。 [学习重点] 应变传感器的类型、结构。 [学习建议] 通过设计组装电子秤电路全面掌握应变式传感器。 [学习内容] （一）电路原理分析 （二）电路设计 （三）元件参数分析 （四）电路组装调试
一、金属电阻应变式传感器一应变 1、电阻应变片工作原理是基于金属导 效应，即金属导体在外力作用下发生机械变 其电阻值随着所受机械变形（伸长或缩短）的 发生变化象
一、金属电阻应变式传感器--应变片 1、电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变 效应，即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 发生变化象
2工作原理 金属应变片的电阻R为 R=p·I/A 上述任何一个参数变换均会引起电阻变化，求导数 dR =Pdl-pl A 代入R=p·I/A dR=R dl
2 工作原理 上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求导数 金属应变片的电阻R为 R = l / A d A l dA A l dl A dR = − + 2 代入 R = l / A d R A dA R l dl dR = R − +
有： dR dl dA dp RI A P 金属丝：A=π·r2 dR dl 2dr,dp R I 金属丝体积不变： dr dl
d A dA l dl R dR = − + 有： 金属丝： 2 A = r d r dr l dl R dR = − + 2 金属丝体积不变： = − = − l dl r dr
有： dR =8+28+ dp R 0 金属丝应变片： 对金属材料，导电率不变： dR =(1+24)8 R
有： d R dR = + 2 + 对金属材料，导电率不变： = (1+ 2) R dR 金属丝应变片：
金属应变计
应变计 金属应变计
半导体应变计 dr dl 2dr dp RI 简化为： dR dp =λE& RP 优点：灵敏度大；体积小； ·缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片
半导体应变计 d r dr l dl R dR = − + 2 简化为： d R dR = = E • 优点：灵敏度大;体积小; • 缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片
3应变片的主要参数 1)几何参数：表距L和丝栅宽度b,制造厂常用 bXL表示。 2)电阻值：应变计的原始电阻值。 3)灵敏系数：表示应变计变换性能的重要参数。 4)其它表示应变计性能的参数（工作温度、滞后、 蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度等)
3 应变片的主要参数 4）其它表示应变计性能的参数（工作温度、滞后、 蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度等）。 1）几何参数：表距L和丝栅宽度b，制造厂常用 b×L表示。 2）电阻值：应变计的原始电阻值。 3）灵敏系数：表示应变计变换性能的重要参数
应变片测量电路 RI M R2 R3 RR-R R3 V= (R+R4)(R2+R3)
4 应变片测量电路 E V R1 R2 R3 R4 E R R R R R R R R V ( )( ) 1 4 2 3 2 4 1 3 + + − =
RRa-R R E 令：R=R (R+R4)(R2+R3) R=R3=R R=R+dr R(R+dR)-RR V= E= E dR (R+R+dR)(R+R) 4R 金属丝应变片： dR =(1+2)8 R V与应变成线形关系，可以用电桥测量电压测量应变
E R R R R R R R R V ( )( ) 1 4 2 3 2 4 1 3 + + − = 令： R1 = R R4 = R+dR R2 = R3 = R E R R dR R R R R dR RR V ( )( ) ( ) + + + + − = R E dR = 4 = (1+ 2) R dR 金属丝应变片： V与应变成线形关系，可以用电桥测量电压测量应变