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检测原理实验 应变式传感器特性实验 实验 A1 李维杨 2014011454 （同组人：李俊协2014080045 ） 2017-3-31 1 1 应变式传感器原理 本次实验中采用电阻式金属应变原件，其基本原理就是在金属应变片发生形 变时其电阻会改变，从而通过电压表现出来。下面简述应变片的电阻应变效应。 所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用 下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。 以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为 r、材料的电阻率为 ρ时，根据电阻 的定义式得 = = 2 式 1.1 当导体因某种原因产生应变时，其长度 L、截面积 A 和电阻率 ρ 的变化为 dL、dA、dρ 相应的电阻变化为 dR。对上式全微分得电阻变化率 dR/R 为： = −2 + 式 1.2 式中：dL/L 为导体的轴向应变量 εL; dr/r为导体的横向应变量 εr。 由材料力学得： = − 式 1.3 式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为 0.3～0.5 左右；负 号表示两者的变化方向相反。将上两式结合得： ( ) = 1+2 + 式 1.4 由此说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的 导电性能 （压阻效应）。 2 实验数据整理 2.1 金属箔式应变计—单桥臂应变电桥 旋动主机上的螺旋测微仪带动悬臂梁分别向上和向下位移各 6mm （螺旋测 微仪转两圈是 1mm），每位移 1mm 记录一个输出电压值，并记录。根据表中所测 数据在坐标图上做出 V—X 曲线，计算灵敏度 S(S= ΔV / ΔX )。 位移 X/mm 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 电压V/mV 73 60 47 35 23 13 1 -8 -20 -31 -41 -52 -62 表 2.1 单桥臂应变电桥数据记录 2 单桥臂应变电桥数据 80 60 y = 11.137x + 2.9231 40 V 20 m