(11)--4-电阻应变式传感器原理与应用.pdf

电阻应变式传感器

电阻应变式传感器

电阻应变传感器是目前应用最广泛的传感器之一。它的原理是将电阻应变片

粘贴到各种弹性敏感元件上，通过电阻应变片将应变转换为电阻变化。所谓

的电阻应变就是当由金属丝、箔、薄膜制成的电阻应变片在外界应力作用下

其电阻值会发生变化。

当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件的变形会引起敏感元件的电阻值

变化，通过转换电路转变成电量输出，电量值的大小反映了被测物理量的大

小。

应变电阻器可用来测量位移、加速度、力、力矩、等物理量。

弹

性电RU

压力、位移等敏阻电桥

感应电路

变

元

片

件

电阻应变式传感器

电阻应变式传感器的工作原理是基于电阻应变效应的，金属丝的电阻随着它所受的机

械变形的大小而发生相应的变化的现象称为金属的电阻应变效应，如图所示。金属丝在未

受力情况下，其原始电阻为：

l

R

S

ρ为金属丝的电阻率l为金属丝的长度；S为金属丝的截面积。当金属丝受到外力作

用时，将伸长∆，横截面积减少∆，电阻率将改变∆ρ，因此电阻值R的变化量为：

dRdldsd



Rls

dlds

令，s其中为金属丝的轴向应变，为金属丝的径向应变，由材料力学

lss

可知，当金属丝受力时，沿轴向伸长，沿径向r缩短，那么轴向和径向的关系可表示为：



s

电阻应变式传感器

其中为泊松分布，则公式可转换为：

dRddRd

K12

(12)

S

RR

我们称K为金属丝的灵敏系数。灵敏系数受两个方面影响：一是受力后材料几何尺

S

d

寸的变化，即12；另一个是受力后材料电阻率发生的改变，即。大