第5章电阻式传感器 电阻式传感器的基本原理是将被测量的变化转换成传感 元件电阻值的变化,再经过转换电路变成电信号输出。 F x(力、加速度、荷重等 弹性体 弹性体 应变 应变片 应变片 电阻变化 输出电路 电压
第5章 电阻式传感器 电阻式传感器的基本原理是将被测量的变化转换成传感 元件电阻值的变化，再经过转换电路变成电信号输出
第一节应变式传感器 目前自动测力或称重中应用最普遍的是应变式传感器, 应变式传感器有下列优点: 1精确度,线性度好,灵敏度高 2滞后和蠕变都较小,寿命高 3容易与二次仪表相匹配实现自动检测 4结构较简单,体积较小应用灵活 5.工作稳定和保养方便 应变式传感器除可用于测量力参数外,还可用于测量加 速度,振幅等其他物理量
第一节 应变式传感器 目前自动测力或称重中应用最普遍的是应变式传感器， 应变式传感器有下列优点： 1.精确度，线性度好，灵敏度高 2.滞后和蠕变都较小，寿命高 3.容易与二次仪表相匹配实现自动检测 4.结构较简单，体积较小应用灵活 5.工作稳定和保养方便 应变式传感器除可用于测量力参数外，还可用于测量加 速度，振幅等其他物理量
应变式传感器是利用金属的电阻应变效应,将被测量转 换为电量输出的一种传感器 、工作原理 (一)金属的电阻应变效应 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 取一根长度为L,截面积为S,电阻率为P的金属丝,未受 力时其电阻R为 △L L (2-1) F
应变式传感器是利用金属的电阻应变效应，将被测量转 换为电量输出的一种传感器。 一、工作原理 （一）金属的电阻应变效应 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。 取一根长度为L，截面积为S，电阻率为 的金属丝，未受 力时其电阻R为 .L R S = （2 -1）
当电阻丝受到拉力F作用时,将伸长ΔL,横截面积 相应减小ΔS,电阻率将因晶格发生变形等因素而改 变△p,故引起电阻值相对变化量为 △R△L△S (2-2) R L SP 式中△L是长度相对变化量,用应变表示 △L (2-3) ΔSS为圆形电阻丝的截面积相对变化量,即 △S2△r (2-5) S
当电阻丝受到拉力F作用时, 将伸长ΔL, 横截面积 相应减小ΔS, 电阻率将因晶格发生变形等因素而改 变Δρ, 故引起电阻值相对变化量为 + − = S S L L R R 式中ΔL/L是长度相对变化量, 用应变ε表示 L L = ΔS/S为圆形电阻丝的截面积相对变化量, 即 r r S S = 2 （2 -2） （2 -3） （2 -5）
由材料力学可知,在弹性范围内,金属丝受拉力时,沿轴向伸 长,沿径向缩短,那么轴向应变和径向应变的关系可表示为 (2-5) L 式中—电阻丝材料的泊松比,负号表示应变方向相反。 将式(2-3),式(2-5)代入式(2-2),可得 △R 代≈(1+2)E+ (2-6) 或 △R R =(1+2)+ (2-7)
由材料力学可知, 在弹性范围内, 金属丝受拉力时, 沿轴向伸 长, 沿径向缩短, 那么轴向应变和径向应变的关系可表示为 = − = − L L r r 式中: μ——电阻丝材料的泊松比, 负号表示应变方向相反。 （2-5） 将式（2 - 3）, 式（2 - 5）代入式（2 - 2）, 可得 或 = + + (1 2 ) R R （2-6） = + + (1 2 ) R R （2-7）