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    電阻應變片原理
    發布時間:2019-11-16

    電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用常見的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上,當基體受力發生應力變化時,電阻應變片也一起產生形變,使應變片的阻值發生改變,從而使加在電阻上的電壓發生變化。這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小,一般這種應變片都組成應變電橋,并通過后續的儀表放大器進行放大,再傳輸給處理電路(通常是 A/D轉換和CPU)顯示或執行機構。

    它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途,電阻應變片的阻值可以由設計者設計,但電阻的取值范圍應注意:阻值太小,所需的驅動電流太大,同時應變片的發熱致使本身的溫度過高,不同的環境中使用,使應變片的阻值變化太大,輸出零點漂移明顯,調零電路過于復雜。而電阻太大,阻抗太高,抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。


    電阻應變片式傳感器有兩方面的應用:


    是作為敏感元件,直接用于被測試件的應變測量;另一是作為轉換元件,通過彈性元件構成傳感器,用以對任何能轉變成彈性元件應變的其他物理量作間接測量。用作傳感器的應變片,應有更高的要求,尤其非線性誤差要小<0.05%~0.1%F.S.


    電阻應變片式傳感器有如下應用特點:


    (1)應用和測量范圍廣。用應變片可制成各種機械量傳感器,如測力傳感器可測10-1~107N,壓力傳感器可測103~10Pa,加速度傳感器可測到103m/s2級。


    (2)分辨力(1με)和靈敏度高,尤其是用半導體應變片,靈敏度可達幾十mV/V;精度較高(一般達1%~3%F.S.,高精度達0.1%~0.01%F.S.)。


    (3)結構輕小,對試件影響??;對復雜環境的適應性強,易于實施對環境干擾的隔離或補償,從而可以在高低溫、高壓、高速、強磁場、核輻射等特殊環境中使用;頻率響應好。


    (4)商品化,選用和使用都方便,也便于實現遠距離、自動化測量。


    因此,目前傳感器的種類雖已繁多,但高精度的傳感器仍以應變片式應用普遍。它廣泛應用于機械、冶金、石油、建筑、交通、水利和宇航等部門的自動測量與控制或科學實驗中,近年來在生物、醫學、體育和商業等部門亦已得到開發應用。

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