應(yīng)變式傳感器作為測力的主要傳感器,,測力范圍小到肌 肉纖維,大到登月火箭,,精確度可到 0.01—0.1%,。 具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高,、測量范圍廣、體積小,、特性好等特點,;應(yīng)變式傳感器是目前測量力、力矩,、壓力,、加速度等物理量應(yīng)用最·廣泛的傳感器之一。
應(yīng)變式傳感器的應(yīng)變效應(yīng):導(dǎo)體或半導(dǎo)體在受到外界力的作用時,,產(chǎn)生機械變形,,機械變形導(dǎo) 致其阻值變化,這種因形變而使阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng),。應(yīng)變式傳感器的核心元件是電阻應(yīng)變片,,金屬的電阻應(yīng)變片主要有三種:金屬絲式 ,箔式,,薄膜式,。它可將試件上的應(yīng)力變化,轉(zhuǎn)換成電阻變化,。
用作測量應(yīng)變的金屬應(yīng)變片,,希望其阻值僅隨應(yīng)變變化,而不受 其它因素的影響,。 實際上應(yīng)變片的阻值受環(huán)境溫度(包括被測試件的溫度)影響很大,。 由于環(huán)境溫度變化引起的電阻變化與試件應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎有相同的數(shù)量級,從而產(chǎn)生很大的測量誤差,,稱為應(yīng)變片的溫度誤差,, 又稱熱輸出。
環(huán)境溫度改變而引起電阻變化的兩個主要因素: 應(yīng)變片的電阻絲(敏感柵)具有一定溫度系數(shù),; 電阻絲材料與測試材料的線膨脹系數(shù)不同,。
溫度補償方法
1. 單絲自補償應(yīng)變片
要使應(yīng)變片在溫度變化時的熱輸出值為零,必須使應(yīng)變片的膨脹系數(shù)與被測體(試件)材料膨脹系數(shù)相等,,即在相同溫度變化下應(yīng)變片與被測體的相對形變?yōu)榱恪?/p>
單絲自補償應(yīng)變片的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,,制造和使用都比較方便,但它必須 在具有一定線膨脹系數(shù)材料的試件上使用,,否則不能達到溫度自補償?shù)哪康摹?/p>
2. 雙絲組合式自補償應(yīng)變片
由兩種不同電阻溫度系數(shù)(一種為正值,,一種為負值)的材料串聯(lián)組成敏感柵,,以達到一定溫 度范圍內(nèi)在一定材料的試件上實現(xiàn)溫度補償.。
3. 電路補償法
測量應(yīng)變時,,使用兩個應(yīng)變片,,一片貼在被測試件的表面,稱為工作應(yīng)變片 R1 。另一片貼在與被測試件材料相同的補償塊上,,稱為補償應(yīng)變片R2,。在工 作過程中補償塊不承受應(yīng)變,僅隨溫度發(fā)生變形,。
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