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电阻应变式传感器:原理与应用

【摘要】:电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,当被测物理量作用在弹性元件上时,弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化,通过转换电路转变成电量输出,电量变化的大小反映了被测物理量的大小。金属丝式电阻应变片典型的结构如图2-3所示,由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成。把应变片粘贴于所需测量的变形物体表面,敏感栅会因被测物体表面变形而导致电阻值改变,测量电阻的变化量便可知变形大小。

电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,当被测物理量作用在弹性元件上时,弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化,通过转换电路转变成电量输出,电量变化的大小反映了被测物理量的大小。

金属丝式电阻应变片典型的结构如图2-3所示,由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成。

图2-3 金属电阻丝应变片基本结构

1—基片;2—敏感栅;3—覆盖层;4—引线

(1)敏感栅:敏感栅是应变片的核心部分,由直径为0.025 mm、高电阻率的合金电阻丝绕制而成,栅长为l,栅宽为b,静态电阻值有60 Ω、120 Ω、200 Ω等多种规格。

(2)基片:基片多采用黏结剂和有机树脂薄膜制成,厚度为0.02~0.04 mm,是敏感栅与弹性元件间的绝缘层。

(3)覆盖层:覆盖层起到保护敏感栅的作用,也是由黏结剂和树脂薄膜制成。覆盖层、敏感栅和基片由黏结剂黏结在一起。

(4)引线:应变片的引线常采用直径为0.1~0.15 mm的镀锡铜线,引线与敏感栅可靠焊接,具有电阻率低、电阻温度系数小、抗氧化、耐腐蚀等特点。

把应变片粘贴于所需测量的变形物体表面,敏感栅会因被测物体表面变形而导致电阻值改变,测量电阻的变化量便可知变形大小。由于应变片体积小、使用方便、测量灵敏度高,可进行动态、静态测量,因此被广泛应用于应力、力、压力、力矩、位移、加速度等的测量。

图2-4、2-5所示为几种常见的应变片。

1.常温应变片(测应力)(见图2-4)

图2-4 几种常温应变片

2.几种常见应变片(见图2-5)

图2-5 几种常见应变片