·44: 传感器技术设计与应用 (a) (b) (c) (d) (e) (a)铁，冷拉铜.银铂、10%铱-铂(b)40%银-钯合金(c)铜合金(@)锌()锰铜丝 图35几种典型金属材料的灵敏系数 由图可以看出，曲线（©）比较理想，它在较大的范围内具有线性特性，且K值接 近于2。曲线（d)具有一段"负阻”特性，其K值先"负”后“正”，存在着从负到正 的变换点。曲线(e)的拐弯点是渐变的，曲线(a,(b)则是骤弯的. 3.2.2结构与材料 3.2.2.1结构形式 电阻应变片的基本结构如图3-6所示。粘贴在绝缘基片4上的敏感栅1实际上是 个栅状的电阻元件，它是电阻应变片的测量敏感部分；栅的两端焊接有丝状或带状的引 出导线：敏感栅上面粘贴有覆盖层3，起保护作用。 应变片敏感栅的形式较多，这里仅介绍两种形式一丝式和箔式。 金属丝式应变片的敏感栅由直径为0.015~0.05mm的金属丝制成，它又可分为圆角 线栅式和直角线栅式两种形式。圆角线栅式图3-7()是最常见的一种形式，它制造方 便，但横向效应较大，直角线栅式图3-7(b)虽然横向效应较小，但制造工艺复杂。在
·44· 图 3-5 几种典型金属材料的灵敏系数 由图可以看出，曲线（c）比较理想，它在较大的范围内具有线性特性，且 K 值接 近于 2。曲线（d）具有一段“负阻”特性，其 K 值先“负”后“正”，存在着从负到正 的变换点。曲线（e）的拐弯点是渐变的，曲线（a）、（b）则是骤弯的。 3.2.2.1 结构形式 电阻应变片的基本结构如图 3-6 所示。粘贴在绝缘基片 4 上的敏感栅 1 实际上是一 个栅状的电阻元件，它是电阻应变片的测量敏感部分；栅的两端焊接有丝状或带状的引 出导线；敏感栅上面粘贴有覆盖层 3，起保护作用。 应变片敏感栅的形式较多，这里仅介绍两种形式—丝式和箔式。 金属丝式应变片的敏感栅由直径为 0.015 ~ 0.05mm 的金属丝制成，它又可分为圆角 线栅式和直角线栅式两种形式。圆角线栅式图 3-7（a）是最常见的一种形式，它制造方 便，但横向效应较大，直角线栅式图 3-7（b）虽然横向效应较小，但制造工艺复杂。在
第3章电阻传感器 ·45￥ 图37中，1称为应变片的标距（或工作基长），b称为应变片的基宽，1×b称为应变片 的使用面积。应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示(3×10m2,120Q 金属箔式应变片的工作原理与金属丝式应变片完全相同，只不过它的电阻敏感元件 不是金属丝栅，而是通过丝相制版、光刻、腐蚀等工艺制作而，成的一种很薄的金属箔栅 其形状如图3-8所示，箔栅的端部较宽，横向效应相应减小，从而提高了应变测量精度。 箔栅的表面积大，散热条件好，故允许通过较大的电流，可以得到较强的输出信号，从 而提高了测量灵敏度。此外，由于箔栅采用了半导体器件的制造工艺，因此可根据具体 的测量条件，制成任意形状的敏感栅，以适应不同的要求。正因为如此，金属箔式应变 片在许多的场合下取代了丝式应变片，得到了广泛应用。其缺点是制造工艺复杂，引出 线的焊点采用锡焊，不宜在高温环境下使用。 当横栅与纵栅的宽度相差太大时，会使应力集中现象更为严重。为解决这个矛盾， 近年来出现了一种端部为框形结构的敏感栅。图3-8(b)所示，其横栅为矩形的框，框 边的宽度与纵栅相同 海心网
3 ·45· 图 3-7 中， l 称为应变片的标距（或工作基长）， b 称为应变片的基宽， l b 称为应变片 的使用面积。应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示（ 2 3 10 ,120 mm ）。 金属箔式应变片的工作原理与金属丝式应变片完全相同，只不过它的电阻敏感元件 不是金属丝栅，而是通过丝相制版、光刻、腐蚀等工艺制作而成的一种很薄的金属箔栅， 其形状如图 3-8 所示，箔栅的端部较宽，横向效应相应减小，从而提高了应变测量精度。 箔栅的表面积大，散热条件好，故允许通过较大的电流，可以得到较强的输出信号，从 而提高了测量灵敏度。此外，由于箔栅采用了半导体器件的制造工艺，因此可根据具体 的测量条件，制成任意形状的敏感栅，以适应不同的要求。正因为如此，金属箔式应变 片在许多的场合下取代了丝式应变片，得到了广泛应用。其缺点是制造工艺复杂，引出 线的焊点采用锡焊，不宜在高温环境下使用。 当横栅与纵栅的宽度相差太大时，会使应力集中现象更为严重。为解决这个矛盾， 近年来出现了一种端部为框形结构的敏感栅。图 3-8（b）所示，其横栅为矩形的框，框 边的宽度与纵栅相同