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第二讲电阻应变式传感器

教学目的要求：1.掌握应变片的结构、分类及基本应变特性;

2.熟练掌握应变式传感器的粘贴方法和接线方法，并能做相应的计算应用;

3.掌握应变式传感器的基本应用。

教学重点：应变式传感器的粘贴方法和接线方法，并能做相应的计算应用

教学难点：应变式传感器的粘贴方法及应变式传感器的基本应用

教学学时：共4学时（其中作业习题讲解1学时）

教学内容：本讲内容介绍:

电阻应变式传感器具有悠久的历史，是应用最广泛的传感器之一，本节着重介绍作为应

变式传感器核心元件的电阻应变片的工作原理、种类、材料和参数；讨论其温度误差及其补

偿。并讨论电阻应变式传感器的测量电路。要求掌握应变式传感器的原理及应用。

应变式传感器的工作原理本节要求:

掌握应变式传感器的工作原理。

电阻应变片的工作原理是应变效应机械变形时，应变片电阻变化。

4L

图2-6金属丝应变效应

电阻丝的电阻:

求R的全微分得:

AAA

RLSAP

=—+

RLSP

AL

式中L是长度相对变化，即应变名。

金属丝的变形有:

0285

4=.

式中4:泊松比,对于钢

故应变效应数学表达式:

△R=(1+2A)s+

竺

RP

灵敏度系数:

竺叶空

=1+2

ZZ

因此应变的应变效应原理：

AR

=KZx

R

K

式中——电阻应变片的灵敏系数

电阻应变片的结构、分类及特性

本节要求:

1)一般了解应变片的结构和分类。

2)掌握电阻应变片产生温度误差的主要原因及线路补偿方法。

1.电阻应变片的结构和分类

结构：电阻应变片由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成。其中，敏感栅是应变片

的核心部分，它是用直径约为0.025mm的具有高电阻率的电阻丝制成的，为了获得高的电

阻值，电阻丝排列成栅网状，故称为敏感栅。

2.应变片的分类

金属应变片和半导体应变片金属应变片分：丝式、箔式

3.应变片的横向效应

应变片的灵敏系数K恒小于同一材料金属丝的灵敏系数Ks,其原因是由于横向效应的

影响。所谓横向效应是指将直的金属丝绕成敏感栅之后，在圆弧的各微段上，其轴向感受的

+5£x

应变在和名=-卩之间变化，从而造成了圆弧段电阻变化将小于沿纵轴方向安放的同样长度电阻丝

y

电阻变化的现象。

结果：应变片的灵敏度比电阻丝的灵敏度要小

4.应变片的温度误差及补偿

1.

)应变片的温度误差的产生

①电阻温度系数

R(1+aot)

t=R0

△Rj=R—R=