电阻式传感器-南京贺普科技有限公司.PDF

南京贺普科技有限公司 Dynamic Signal Acquisition and Processing System 电阻式传感器 传感器（ 或 ）是将非电量（物理量或化学量）转换成与之有确定对应关系的电量或电 Transducer Sensor 参量的装置。 电阻式传感器式目前在非电量测量技术中应用最广、最成熟和最重要的传感器之一。它的基本工作原理 是将物理量的变化转换为敏感元件应力的变化致使电阻阻值改变，再通过转换电路变为相应的电信号输出， 从而达到电测量的目的。根据所用敏感材料的差别，又可将其分为金属应变式传感器和半导体压阻式传感器。 我们这次实验主要研究金属应变式传感器。 金属应变式传感的核心元件是电阻应变片和弹性敏感元件。要了解金属应变式传感器的工作原理，应了 解这两种元件的原理、结构和特性等。 1 应变片的工作原理 应变片是应变式传感器的核心元件，它也可以直接用于应变测量。用应变片来测量机械应变时，其作用 是将应变转换成电阻的变化。当试件受力发生形变时，贴在试件上的应变片也随着变形，此时应变片的电阻 值也将变化。由于机械应变与电阻变化之间存在着一定的比例关系，因此测出应变片的电阻变化量，就可得 出被测试件的应变大小。 以金属材料为敏感元件的应变片，测量试件应变的原理是基于金属丝的应变效应，它是金属丝的电阻阻 值随其几何尺寸变化而改变的一种物理特性。由物理学可知，金属丝的电阻为： L R  S （） 1 当金属丝受到拉伸或压缩时，它的几何尺寸会发生变化，且电阻值也发生相应变化。对上式微分即得其 电阻的相对变化： dR dL dS d    R L S  （2） dL dr 2   R2r x y   式中的 ，即dS/S 2dr/r，再利用材料力学中的公式： L ， r ， y x ，  ,  其中 x y —纵向（轴向）和横向（切向）应变； —金属丝材料的泊松比。则（2）式可写成： dR d d  2  (12) x y x R   （3） dL d/ K 12 L   一般把 简写为 。令 则（ ）式可写为 3