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传感器 第2章核心问题 班级 测控10-2 姓名 朱腾达 学号 1005010211 第2章核心问题1. 电阻应变效应。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应。金属丝的电阻随着它所受到的机械变形的大小而发生相应变化的现象称为金属的电阻应变效应。2.应变片结构。（1）敏感栅:应变片中实现应变-电阻转换的转换元件.它通常由直径为0.010.05mm的金属丝绕成栅状，或用金属箔腐蚀成栅状。其电阻值一般在100欧以上。（2）基底:为保持敏感栅固定的形状、尺寸和位置，通常用黏结剂将其固定在纸质或胶质的基底上。工作时，基底起着把试件应变准确的传递给敏感栅的作用。为此，基底必须薄，一般为0.020.04mm。（3）引线:它起着敏感栅与测量电路之间的国度连接和引导作用。通常取直径约0.10.15mm的低阻镀锡铜线，并用钎焊与敏感栅端连接。（4）盖层:用纸、胶做成覆盖在敏感栅上的保护层；起着防潮、防蚀、防损等作用。（5）黏结剂:在制作应变片时，用它分别把盖层和敏感栅粘贴于基底；在使用应变片时，用它把应变片基底再粘贴在试件表面的被侧部位。因此它也起着传递应变的作用。3.应变片测量原理。用应变片测量时，将其粘贴在被测对象表面上。当被测对象受力变形时，应变片的敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化，通过转换电路转换为电压或电流的变化，从而实现应变的测量。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。4.应变片静态特性。（1）应变片的电阻值R0（2）绝缘电阻（3）横向效应及横向效应系数（4）灵敏系数K（5）机械滞后Zj（6）允许电流（7）应变极限（8）蠕变和零漂5.应变片动态特性。应变片的动态响应特性就是其感受随时间变化的应变时的响应特性。6.测量电路。（1）直流电桥（2）交流电桥（3）差动电桥7.应变片温度误差。用应变片测量时，希望其电阻治随应变而变，而不受其他因素的影响。但实际上环境温度变化时，对应变片电阻会有很大的影响。把应变片安装在一个弹性试件上，使试件不受任何外力的作用；环境温度发生变化，应变片的电阻也随之发生变化。在应变测试中如果不排除这种影响，会给测量带来很大的误差。这种由于环境温度带来的误差称为应变片的温度误差，又称为热输出。（1）温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生的附加应变（2）试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变8.温度误差补偿方法。（1）温度误差自补偿法单丝自补偿应变片双丝自补偿应变片（2）桥路补偿法双丝半桥式补偿块法差动电桥补偿热敏电阻补偿9.应变片的类型。（1）金属丝式应变片：（2）金属箔式应变片（3）金属薄膜应变片（4）半导体应变片10.应变片的粘贴。（一）黏结剂材料料的选择：（1）黏结强度要好，固化内应力小（2）机械强度好（3）良好的电绝缘性（4）耐老化性好，耐湿，耐油，耐老化（5）弹性模量大（6）对被黏结的材料不起腐蚀作用（7）对使用者没有毒害（8）有较大的使用温度范围(二)应变片的粘贴工艺步骤如下：（1）应变片的检查与选择（2）试件的表面处理（3）底层处理（4）贴片（5）固化（6）粘贴质量检查（7）引线焊接与组桥连线（8）防护和屏蔽11.应变式传感器的种类。（1）应变式测力传感器：载荷和力传感器是实验技术和工业测量中用的较多的一种传感器；其中又以采用应变片的应变式力传感器为最多。测力传感器主要作为各种电子秤和材料试验机的测力元件或用于飞机和航空发动机的地面测试等，按照弹性元件结构形式和受载性质，分为许多种类型。（2）应变式压力传感器：压力传感器主要用来测量流体的压力，视其弹性体的结构形式有单一式和组合式之分。单一式是指应变片直接粘贴在受压弹性膜片或筒上。组合式压力传感器则由受压弹性元件和应变弹性元件组合而成。前者承受压力，后者粘贴应变片。两者之间通过传力件传递压力作用。这种结构的优点是受压弹性元件能对流体高温、腐蚀等影响起到隔离作用，使传感器具有良好的工作环境。（3）应变式位移传感器：应变式位移传感器是把被测位移量转变成弹性元件的变形和应变，然后通过应变片应变电桥，输出正比于被测位移的电量。它可用来近测或远测静态与动态的位移量。因此，既要求弹性元件刚度小，对被测对象的影响反利小，又要求系统的固有频率高，动态频响特性好。按弹性元件结构形式的不同，应变式位移传感器可分为弹簧组合式、梁式、弓形等几类。（4）其他应变式传感器：利用应变片除可构成上述主要传感器外，还可构成其他应变式传感