石河子大学师范学院物理系 近代物理实验讲义 传感器箔式应变片原理及其性能参数测试 传感器技术是现代信息技术的三大基础之一。它不仅能代替人的某些感知功能，也能感知一些人的 感官所不能感受到的参数，在工业自动化、能源、交通、灾害预测、安全防卫、环境保护、医疗卫生、航 天等领域有若广泛的应用 【实验目的】 1、掌握箔式应变片的原理、结构及使用方法。 2、掌握应变片电桥测量电路原理及性能。 【实验仪器】 SY1传感器实验仪 仪器的使用部分：(1)应变片：(2)直流稳压电源：(3)副电源下的单臂电桥：(4)毫伏表：(5) 电压/频率表(6)差动放大器 【实验原理】 1、应变片的原理及结构 应变片是最常用的测力传感元件之一。其工作原理基于导体的应变一电阻效应：导体在应力作用下发 生应变，使其电阻值相应地发生变化。在弹性范围内，电阻的相对变化与应变间的关系为 S=AR/R (1) S称为应变灵敏系数，其物理意义，其物理意义为单位应变引起的物理电阻的相对变化 为了使应变片既有一定的电阻，又不太长，应变片都是做成栅状，其结构如图1所示。金属丝的轴向 长度缩短，集中在一小块面积上，因而能近似反映这一面积上的平均应变。 有栅状应变片的结构可知，敏感栅中除有纵向栅线外，还有圆弧或直线 形的横栅。横栅既对应变片轴线方向的应变敏感，又对垂至于轴线方向的横 向应变敏感，使应变片指示的应变中包含有横向应变的影响，即应变片的横 向效应。为了尽可能减少横向应变效应，应变片应当牢固粘贴在测试体表面。 应变片的结构形式有丝式、箔式和薄膜式三种。箔式应变片的敏感栅是金属 箔片，其横向部分特别粗，科大大减小横向效应：与基底的接触面积大，能 图1橱状应变片结构 更好地随同试件变形：另外，箔式应变片线段表面积大，散热条件好，允许 1金属丝2基质3保护膜4引线 石河子大学师范学院物理系 近代物理实验讲义 传 感 器-箔式应变片原理及其性能参数测试 传感器技术是现代信息技术的三大基础之一。它不仅能代替人的某些感知功能，也能感知一些人的 感官所不能感受到的参数，在工业自动化、能源、交通、灾害预测、安全防卫、环境保护、医疗卫生、航 天等领域有着广泛的应用。 【实验目的】 1、掌握箔式应变片的原理、结构及使用方法。 2、掌握应变片电桥测量电路原理及性能。 【实验仪器】 SY-1 传感器实验仪。 仪器的使用部分：（1）应变片；（2）直流稳压电源；（3）副电源下的单臂电桥；（4）毫伏表；（5） 电压/频率表；（6）差动放大器。 【实验原理】 图 1 栅状应变片结构 1 金属丝 2 基质 3 保护膜 4 引线 1、 应变片的原理及结构 应变片是最常用的测力传感元件之一。其工作原理基于导体的应变－电阻效应：导体在应力作用下发 生应变，使其电阻值相应地发生变化。在弹性范围内，电阻的相对变化与应变间的关系为 = l/l R / R S ∆ ∆ （1） S 称为应变灵敏系数，其物理意义，其物理意义为单位应变引起的物理电阻的相对变化。 为了使应变片既有一定的电阻，又不太长，应变片都是做成栅状，其结构如图 1 所示。金属丝的轴向 长度缩短，集中在一小块面积上，因而能近似反映这一面积上的平均应变。 有栅状应变片的结构可知，敏感栅中除有纵向栅线外，还有圆弧或直线 形的横栅。横栅既对应变片轴线方向的应变敏感，又对垂至于轴线方向的横 向应变敏感，使应变片指示的应变中包含有横向应变的影响，即应变片的横 向效应。为了尽可能减少横向应变效应，应变片应当牢固粘贴在测试体表面。 应变片的结构形式有丝式、箔式和薄膜式三种。箔式应变片的敏感栅是金属 箔片，其横向部分特别粗，科大大减小横向效应；与基底的接触面积大，能 更好地随同试件变形；另外，箔式应变片线段表面积大，散热条件好，允许 1