《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第3章 电阻式传感器原理及应用

3.2应变式传感器 。3.2.1工作原理 。 3.2.2金属应变片的主要特性 ● 3.2.3测量电路 3.2.4应变式传感器应用

3.2 应变式传感器 • 3.2.1 工作原理 • 3.2.2 金属应变片的主要特性 • 3.2.3 测量电路 • 3.2.4 应变式传感器应用

3.2.1工作原理及分类 ● 电阻应变式传感器的工作原理是将电阻应变片粘 贴到各种弹性敏感元件上，使物理量的变化变成 应变片的应力、应变变化，从而变成电阻值变化。 ·应力：单位截面上承受的垂直压力。 ·线应变：某方向的长度在变形前后的改变量与原 长之比。 ●弹性模量：应力与应变之比。 根据应变片的材料不同，可分为两种： 金属电阻应变片 半导体应变片

3.2.1 工作原理及分类 ⚫ 电阻应变式传感器的工作原理是将电阻应变片粘 贴到各种弹性敏感元件上，使物理量的变化变成 应变片的应力、应变变化，从而变成电阻值变化。 ⚫ 应力：单位截面上承受的垂直压力。 ⚫ 线应变：某方向的长度在变形前后的改变量与原 长之比。 ⚫ 弹性模量：应力与应变之比。 ⚫ 根据应变片的材料不同，可分为两种: 金属电阻应变片 半导体应变片

1.金属的电阻应变效应 电阻应变效应：当金属丝在外力作用下发生机械变形时 其电阻值发生变化的现象。 根据欧姆定律： R-P F→△1、△A、△p 台R OR R O dR dA+ K dp al dR=Pdl- pl dA+'dp 返回 上一页 下一页

1.金属的电阻应变效应 电阻应变效应：当金属丝在外力作用下发生机械变形时 其电阻值发生变化的现象。 A l R＝    d A l dA A l dl A dR = − + 2 返 回 上一页 下一页 F Δl、ΔA 、Δρ ΔR 根据欧姆定律：   d R d A A R d L L R d R   +   −   =

R-P dR= dA+-do A A 电阻的相对变化量： dA dR dL a+=(1) dl dp 对于半径为r的圆导体，A=πr,dA=2mr,所 以d4A=2drr。电阻丝径向应变的dr和轴向应变 d的比为泊松比4，则 式中的负号 表示两种应变的方向相反

    d L dL L dL A dA d A dA L dL R dR = − + = (1− ) +    d A l dA A l dl A dR = − + 2 A l R＝ 对于半径为r的圆导体，A=πr2 ， ， 所 以dA/A=2dr/r。电阻丝径向应变的dr/r和轴向应变 dl/l的比为泊松比 μ ，则 ，式中的负号 表示两种应变的方向相反。 dA= 2rdr l dl r dr = − 电阻的相对变化量：

由材料力学可知，在弹性范围内，导体的纵向 (轴向)应变： dl/l=8,dr/r=-u8, 压阻系数：单位应力作用下电阻率的相对变化。入 dplp=λo=λE8 则： △R R =(1+24+元E)8 为导体的纵向应变，其数值一般很小，常以微 应变度量；为电阻丝材料的泊松比，一般金属= 0.3~0.5;为压阻系数，与材质有关；σ为应力值 ；E为材料的弹性模量；

dl /l =  , dr /r = − , (1 2 E) R R = + +  ε为导体的纵向应变，其数值一般很小，常以微 应变度量；μ为电阻丝材料的泊松比，一般金属μ= 0.3~ 0.5；λ为压阻系数，与材质有关；σ为应力值 ；E为材料的弹性模量； 则: 由材料力学可知，在弹性范围内，导体的纵向 （轴向）应变： d/  =  = E 压阻系数：单位应力作用下电阻率的相对变化。λ