传感器技术及机械量检测2学时

1、开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 第第5章章 传感器技术与机械量检测传感器技术与机械量检测 5.1 传感器概述 传感器的组成和分类、传感器的性能指标与选用。 5.2 常见机械位移传感器 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 一、传感器及其组成 传感器传感器(Transducer(Transducer或或sensor)sensor)是将各种非电量是将各种非电量( (包括包括 物理量、化学量、生物量等物理量、化学量、生物量等) )按一定规律转换成便于按一定规律转换成便于 处理和传输的另一种物理量处理和传输的另一种物理量( (一般为

2、电量一般为电量) )的装置。的装置。 传感器技术是现代检测和自动化技术的重要基础之传感器技术是现代检测和自动化技术的重要基础之 一，机电一体化系统的自动化程度越高，对传感器一，机电一体化系统的自动化程度越高，对传感器 的依赖性也就越大。的依赖性也就越大。 第一节第一节 传感器概述传感器概述 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元传感器一般由敏感元件、转换元 件和测量电路三部分组成。件和测量电路三部分组成。 敏感元件转换元件信号调节转换电路 测量电路 电 源 电量 输出量 被测量 输入量 传感器技术及机械量检测2学时 二、

3、常见传感器分类 按照按照 传感传感 器输器输 出信出信 号形号形 式分式分 二值型二值型 模拟型模拟型 数字型数字型 有接点：微动动开关、接触开关、行程开关有接点：微动动开关、接触开关、行程开关 无接点型：光电开关、接近开关（电感、电磁、电容）无接点型：光电开关、接近开关（电感、电磁、电容） 电阻型：电阻型： 电位器、电阻应变片、热电阻电位器、电阻应变片、热电阻 电压、电流型：电压、电流型： 如热电偶、感应同步器、磁栅等如热电偶、感应同步器、磁栅等 电感、电容型：电感、电容型： 如电感位移、电容位移传感器等如电感位移、电容位移传感器等 计数型：二值型计数型：二值型+ +计数器计数器 代码型：编

4、码器、光栅尺等代码型：编码器、光栅尺等 传感器技术及机械量检测2学时 常见常见 的机的机 械位械位 移传移传 感器感器 按测量按测量 范围分范围分 按测量按测量 形式分形式分 小位移小位移( (量程小于量程小于1 1毫米）毫米）: : 电感、电容、光电电感、电容、光电 大位移（量程大于大位移（量程大于1010毫米）：毫米）： 光栅、磁栅、球栅、感应同步器、激光等光栅、磁栅、球栅、感应同步器、激光等 接触式：电感式、电阻式、磁栅接触式：电感式、电阻式、磁栅 适合：较低频率测量适合：较低频率测量 非接触式：电容式、激光等非接触式：电容式、激光等 适合：较高频率测量适合：较高频率测量 常见的机械位移

5、传感器 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 三、机电一体化系统对检测传感器的基本三、机电一体化系统对检测传感器的基本要求 精度、灵敏度和分辨率高；精度、灵敏度和分辨率高； 线性、稳定性和重复性好；线性、稳定性和重复性好； 抗干扰能力强，静、动态特性好。抗干扰能力强，静、动态特性好。 体积小、质量轻、价格低，安装、维护方便体积小、质量轻、价格低，安装、维护方便 等等 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 四、传感器性能指标四、传感器性能指标 传感器的性能是指输入、输出间的特性，包括静态传感器的性能是指输入、输出间的特性，包括静态

6、特性和动态特性。特性和动态特性。 1 1、静态特性：、静态特性： 静态特性表示传感器在被测输入量各个值处于静态特性表示传感器在被测输入量各个值处于 稳定状态时的输入稳定状态时的输入- -输出关系。主要包括：输出关系。主要包括： 线性度、灵敏度、精确度、分辨率、重复性等。线性度、灵敏度、精确度、分辨率、重复性等。 2 2、动态特性：、动态特性： 动态特性是指传感器测量动态信号时，输出对动态特性是指传感器测量动态信号时，输出对 输入的响应特性。传感器动态特性的性能指标可以输入的响应特性。传感器动态特性的性能指标可以 通过时域、频域以及试验分析的方法确定。通过时域、频域以及试验分析的方法确定。 开始

7、开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 （1 1）线性度：）线性度： 表征传感器输入输出表征传感器输入输出 校准曲线与拟合直线之校准曲线与拟合直线之 间的吻合程度的指标。间的吻合程度的指标。 校准曲线与拟合直线间校准曲线与拟合直线间 最大偏差与满量程输出最大偏差与满量程输出 值的百分比称为线性度。值的百分比称为线性度。 校准曲线 拟合直线 Y Y max max (X 0,Y0) Y FS X max X O %100 max SF L Y 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 （2 2）灵敏度）灵敏度 灵敏度是传感器输出量增量与被测输

8、入量增量之比。灵敏度是传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 线性传感器的灵敏度就是拟合曲线的斜率，为一常数，线性传感器的灵敏度就是拟合曲线的斜率，为一常数， 即：即： （3 3）分辨率）分辨率 一个最小输出单位（如一个数字量一个最小输出单位（如一个数字量/ /脉冲）所对应的脉冲）所对应的 输入量。反映了传感器能够分辨出的最小输入变化。输入量。反映了传感器能够分辨出的最小输入变化。 （4 4）精确度（精度）精确度（精度） 所测值与真值的符合程度，它说明测量结果偏离真值所测值与真值的符合程度，它说明测量结果偏离真值 大小的程度。大小的程度。 xyK/ 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感

9、器技术及机械量检测2学时 （5 5）重复性）重复性 重复性是指在同一工作条件下，输入量按同一方向重复性是指在同一工作条件下，输入量按同一方向 在全测量范围内连续变动多次所得特性曲线的不一在全测量范围内连续变动多次所得特性曲线的不一 致性，反映传感器的稳定性。致性，反映传感器的稳定性。 在数值上用各测量值正、反行程标准偏差最大值的在数值上用各测量值正、反行程标准偏差最大值的 两倍或三倍与满量程的百分比表示，即：两倍或三倍与满量程的百分比表示，即： %100 32 SF k Y n i n y i y 1 1 2 ) _ ( 为测量值 i y为测量次数n 为测量值的算术平均值 _ y 开始开始 前

10、页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 思考题：思考题： 如何正确认识传感器的线性度与灵敏度，分如何正确认识传感器的线性度与灵敏度，分 辨率与精确度，重复性与精确度之间的关系？辨率与精确度，重复性与精确度之间的关系？ 传感器技术及机械量检测2学时 第二节第二节 常见机械位移传感器常见机械位移传感器 光栅分类光栅分类 按检测位移性质按检测位移性质 长光栅：线位移长光栅：线位移 圆光栅：角位移圆光栅：角位移 按光源照射方法按光源照射方法 透射光栅透射光栅 反射光栅反射光栅 按照制造按照制造 光栅材料光栅材料 玻璃光栅玻璃光栅 金属光栅金属光栅 开始开始 前页前页 后页后页 结束结

11、束 传感器技术及机械量检测2学时 透射光栅透射光栅 优点优点：1 1）光源垂直入射，信号幅值比较大，信噪比好，光电转）光源垂直入射，信号幅值比较大，信噪比好，光电转 换器（光栅读数头）的结构简单；换器（光栅读数头）的结构简单；2 2）光栅每毫米的线纹数多，）光栅每毫米的线纹数多， 减轻了电子线路的负担减轻了电子线路的负担 。 缺点缺点：玻璃易破裂，热胀系数与机床金属部件不一致，影响测：玻璃易破裂，热胀系数与机床金属部件不一致，影响测 量精度。量精度。 透射光栅尺的长度一般都在透射光栅尺的长度一般都在1 12m2m，常见的线纹密度为每毫米，常见的线纹密度为每毫米4 4、 1010、2525、50

12、50、100100、200200、250250线。线。 反射光栅反射光栅 优点优点：光栅和机床金属部件的线膨胀系数一致，可用钢带做成：光栅和机床金属部件的线膨胀系数一致，可用钢带做成 长达数米的长光栅。安装面积小，调整方便，适应于大位移测长达数米的长光栅。安装面积小，调整方便，适应于大位移测 量场所。量场所。 缺点缺点：为了使反射后的莫尔条纹反差较大，每毫米内线纹不宜：为了使反射后的莫尔条纹反差较大，每毫米内线纹不宜 过多，常用线纹数为过多，常用线纹数为4 4、1010、2525、4040、5050、100100。 传感器技术及机械量检测2学时 光栅检测装置基本结构示意图 一、光栅尺一、光栅尺

13、 光栅检测装置的结构光栅检测装置的结构 指示光栅光电池 驱动 线路 光源 透镜 光栅尺 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 光栅结构组成原理图 光栅尺的外形图 传感器技术及机械量检测2学时 莫尔条纹节距莫尔条纹节距 B B 与光栅节与光栅节 距距 W W和倾角和倾角之间的关系：之间的关系： 由于由于很小，因此：很小，因此： 光栅横向移动一个节距光栅横向移动一个节距w w，莫尔条纹沿刻线上下移动一个节距，莫尔条纹沿刻线上下移动一个节距 B B 光栅工作原理光栅工作原理（莫尔条纹形成原理）莫尔条纹形成原理） )2/sin( 2/ w B www B 2/ 2/ )

14、2/sin( 2/ 传感器技术及机械量检测2学时 放大作用，放大作用，使栅距的节距误差平均化；使栅距的节距误差平均化； 莫尔条纹的移动与栅距成正比；莫尔条纹的移动与栅距成正比； 根据莫尔条纹的移动方向可以辨别光栅根据莫尔条纹的移动方向可以辨别光栅 的移动方向的移动方向 莫尔条纹的特点莫尔条纹的特点 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 光栅信号处理光栅信号处理 光栅尺输出的信号有两种：一种是正弦波信号；一光栅尺输出的信号有两种：一种是正弦波信号；一 种是方波信号。种是方波信号。 光栅尺除了增量式测量外，还有绝对式测量，输出光栅尺除了增量式测量外，还有绝对式测量，

15、输出 二进制二进制BCDBCD码或格雷码码或格雷码 光栅信号的辨向电路：利用两路在相位上相差光栅信号的辨向电路：利用两路在相位上相差9090度度 的方波信号实现。（思考：辨向电路如何设计？）的方波信号实现。（思考：辨向电路如何设计？） 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 光栅尺的安装调整 要求：要求： 1-1-指示光栅指示光栅 2-2-主光栅主光栅 3-3-光电元件光电元件 4-4-线路板线路板 5-5-底座底座 6-6-小车小车 7-7-拨叉拨叉 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 光栅尺的正确使用与维护 开始开始 前页前页

16、 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 光栅尺的正确维护光栅尺的正确维护 (1)(1)保证读数头与尺体的间隙不被破坏保证读数头与尺体的间隙不被破坏; ; (2)(2)尽量避免尺体受到振动与冲击尽量避免尺体受到振动与冲击; ; (3)(3)防止切削液、粉尘等进入尺体内；清洗时防止切削液、粉尘等进入尺体内；清洗时 要用酒精，切勿用汽油擦洗；要用酒精，切勿用汽油擦洗； (4)(4)确保外引出线及接插头可靠确保外引出线及接插头可靠. . 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 位置检测元件在坐标镗床上的安装示意图 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器

17、技术及机械量检测2学时 二、光二、光 电电 编编 码码 器器 编码器是将机械传动的模拟量转换成旋转角度的数编码器是将机械传动的模拟量转换成旋转角度的数 字信号，进行角位移检测的传感器。字信号，进行角位移检测的传感器。 编码器的种类很多，根据检测原理，它可分为电磁编码器的种类很多，根据检测原理，它可分为电磁 式、电刷式、电磁感应式及光电式等。式、电刷式、电磁感应式及光电式等。 光电编码器根据其刻度方法及信号输出形式，分为光电编码器根据其刻度方法及信号输出形式，分为 增量式编码器和绝对式编码器。增量式编码器和绝对式编码器。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 编码

18、器的外形图 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 光电编码器的工作原理 光电码盘随被测轴光电码盘随被测轴 一起转动，在光源一起转动，在光源 的照射下，透过光的照射下，透过光 电码盘和光拦板形电码盘和光拦板形 成忽明忽暗的光信成忽明忽暗的光信 号，光敏元件把此号，光敏元件把此 光信号转换成电信光信号转换成电信 号，通过信号处理号，通过信号处理 装置的整形、放大装置的整形、放大 等处理后输出等处理后输出 传感器技术及机械量检测2学时 光电编码器的结构光电编码器的结构 光电脉冲编码器的结构光电脉冲编

19、码器的结构 传感器技术及机械量检测2学时 常用的脉冲编码器每转输出常用的脉冲编码器每转输出 的脉冲数有：的脉冲数有： 2000 p/r2000 p/r，2500 p/r2500 p/r，3000 3000 p/rp/r，高分辨率的脉冲编码，高分辨率的脉冲编码 器器 20000 p/r20000 p/r，25000 p/r25000 p/r， 30000 p/r30000 p/r。 输出信号的作用及其处理输出信号的作用及其处理 A A、B B 两相的作用两相的作用: : 细分处理、角位移、转速、 转向 Z Z 相的作用相的作用 周向定位基准、圈数 光电编码器输出信号光电编码器输出信号 开始开始

20、前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 增量式光电编码器增量式光电编码器 增量式光电编码器 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 绝对式光电编码器绝对式光电编码器 绝对式光电编码器的编码盘由透明及不透明区组绝对式光电编码器的编码盘由透明及不透明区组 成，这些透明及不透明区按一定编码构成，一个成，这些透明及不透明区按一定编码构成，一个 转角对应一个固定的编码。绝对式编码器能够直转角对应一个固定的编码。绝对式编码器能够直 接给出对应于每个转角位置的二进制数码，便于接给出对应于每个转角位置的二进制数码，便于 计算机处理。计算机处理。 优点：无累计误

21、差，抗干扰能力强优点：无累计误差，抗干扰能力强 缺点：制作复杂，成本高。缺点：制作复杂，成本高。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 (a)4位二进制绝对式编码器的编码盘 (b) 4位格雷码盘示意图 绝对式光电编码器的编码盘 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 绝对式光电编码器的结构示意 1光源；2透镜；3编码盘； 4狭缝；5光电元件 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 光电编码器的应用光电编码器的应用转速测量转速测量 转速可由编码器发出的脉冲频率或周期来测量。 脉冲频率法测转速 开始开始 前

22、页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 脉冲周期法测转速 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 编码器的安装调整 要求：保证被测轴与编码器的回转轴同轴度 联接方式：柔性（浮动联轴器） 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 编码器的正确维护编码器的正确维护 (1)(1)保证被测轴与编码器回转轴的位置精度不保证被测轴与编码器回转轴的位置精度不 被破坏（特别注意联轴节不要松动）被破坏（特别注意联轴节不要松动）; ; (2)(2)避免输出轴受到冲击（特别是轴向）避免输出轴受到冲击（特别是轴向）; ; (3)(3)确保外引

23、出线及接插头可靠确保外引出线及接插头可靠. . 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 三、 球栅尺位移传感器 1 1、球栅传感器的基本结构、球栅传感器的基本结构 球栅尺：由一根不锈钢管和装入钢管的钢球组成，球栅尺：由一根不锈钢管和装入钢管的钢球组成， 钢球经高精度加工，研磨，再将装满钢球的球栅尺钢球经高精度加工，研磨，再将装满钢球的球栅尺 在预载的条件下矫正封装在预载的条件下矫正封装 。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 读数头：包括读数头：包括6 6组线圈，围绕在一通管上，每组线圈，围绕在一通管上，每 组线圈均包括输入（传送

24、）和输出（读取）组线圈均包括输入（传送）和输出（读取） 绕组绕组( (如图所示如图所示) )，线圈及相关的电子电路全，线圈及相关的电子电路全 部用环氧树脂密封，以隔绝冷却液，机液，部用环氧树脂密封，以隔绝冷却液，机液， 和其他物质的损害。和其他物质的损害。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 2、球栅尺的工作原理、球栅尺的工作原理 空气的导磁率约为空气的导磁率约为1 1，如果在输入、输出线圈，如果在输入、输出线圈 间放入导磁金属，在输出线圈中得到的感应间放入导磁金属，在输出线圈中得到的感应 电压就增加了，且导磁金属越多，输出电压电压就增加了，且导磁金属越多，输

25、出电压 越大。越大。 在不导磁的钢管内依次放入多个钢球，在钢在不导磁的钢管内依次放入多个钢球，在钢 管外配置输入线圈和输出线圈，当给输入线管外配置输入线圈和输出线圈，当给输入线 圈通以输入激磁电流信号时，测量输出线圈圈通以输入激磁电流信号时，测量输出线圈 中的电压值，便可知道读数头（由输入线圈中的电压值，便可知道读数头（由输入线圈 和输出线圈组成）所在的位置。和输出线圈组成）所在的位置。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 位置的测量是以球的直径为周期，连续测量时累加进行。位置的测量是以球的直径为周期，连续测量时累加进行。 在一周期内输出信号电压值与位置的函数

26、关系决定于各不同位置在一周期内输出信号电压值与位置的函数关系决定于各不同位置 的金属量，即球在不同位置的截面的大小。的金属量，即球在不同位置的截面的大小。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 3、球栅尺的特点 （1 1）较高的精度）较高的精度: :球栅尺的精度主要决定于钢球球栅尺的精度主要决定于钢球 的精度，即钢球的直径和圆度，由于球径可以精的精度，即钢球的直径和圆度，由于球径可以精 选且能相互补偿，因此球栅尺可以达到较高精度选且能相互补偿，因此球栅尺可以达到较高精度 （2 2）量程可以足够大）量程可以足够大: :钢球的直径即为球栅尺的钢球的直径即为球栅尺的

27、测量周期，只要增加钢球的数量就可以增大量程，测量周期，只要增加钢球的数量就可以增大量程， 只要装钢球的不锈钢管足够长。只要装钢球的不锈钢管足够长。 （3 3）分辨率较高，新和球栅尺分辨率可以达到）分辨率较高，新和球栅尺分辨率可以达到 0.10.1微米。微米。 （4 4）适合恶劣的环境）适合恶劣的环境: :由于球尺全部密封，可以由于球尺全部密封，可以 工作在粉尘、油雾较大的场合。工作在粉尘、油雾较大的场合。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 四、四、 感应式接近传感器感应式接近传感器 适用适用：空间有限情况的金属的非接触接近测量 开始开始 前页前页 后页后页

28、结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 感应式接近传感器感应式接近传感器 探头结构分类：有屏蔽的、无屏蔽的两种。后者测探头结构分类：有屏蔽的、无屏蔽的两种。后者测 量距离较前者为大。量距离较前者为大。 结构：振荡器、感应线圈、斯密特电路及输出电路结构：振荡器、感应线圈、斯密特电路及输出电路 组成。组成。 工作原理：振荡器在探头端部产生磁场作用区，当工作原理：振荡器在探头端部产生磁场作用区，当 金属进入该作用区时，引起振荡器停振。金属进入该作用区时，引起振荡器停振。 应用：属于二值型输出传感器，在自动化控制系统应用：属于二值型输出传感器，在自动化控制系统 中用于物体（金属）运动位置的检测。中用于

29、物体（金属）运动位置的检测。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 五、五、 电容式接近传感器电容式接近传感器 电容式接近传感器的电路结构及工作原理 适用适用：非接触、空间有限。如各种管道内流体的测 量、料位测量及对金属物品测量。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 电容式接近传感器电容式接近传感器 结构：由振荡器、斯密特电路及输出电路组成，电结构：由振荡器、斯密特电路及输出电路组成，电 容器的一个电极是传感电极，另一个电极是大地。容器的一个电极是传感电极，另一个电极是大地。 原理：加电后，两极间产生电场，当与大地连接的原理：加

30、电后，两极间产生电场，当与大地连接的 金属物体靠近电容器时引起振荡器停振。金属物体靠近电容器时引起振荡器停振。 应用：应用：属于二值型输出传感器，在自动化控制系统属于二值型输出传感器，在自动化控制系统 中用于物体（金属或非金属）运动位置的检测。中用于物体（金属或非金属）运动位置的检测。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 六、六、 电磁式接近传感器电磁式接近传感器 适用：非接触式导磁材料测量适用：非接触式导磁材料测量 结构：内部有结构：内部有4 4个磁铁和一个常开触点的干簧个磁铁和一个常开触点的干簧 继电器。继电器。 原理：导磁材料外界物体原理：导磁材料外界物

31、体 靠近电磁式接靠近电磁式接 近开关诱导面近开关诱导面 磁场失去平衡磁场失去平衡 干簧继干簧继 电器的触点闭合电器的触点闭合 应用：和电感式相同应用：和电感式相同。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 七、霍尔效应式线位移传感器七、霍尔效应式线位移传感器 图 5-17霍尔效应线位移传感器工作原理 图 5-18 霍尔效应线位移传感器输出特性 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 八、其他常见传感器八、其他常见传感器 1 1、电阻应变计、电阻应变计 电阻应变计是根据应变电阻应变计是根据应变电阻效应，将给测试件的电阻效应，将给测试件的

32、 应变量转换成电阻变化量的敏感元件。它不仅直接应变量转换成电阻变化量的敏感元件。它不仅直接 作为应力、应变测量的传感器而且可以与弹性元件作为应力、应变测量的传感器而且可以与弹性元件 组合构成力、压力、称重、位移、扭矩、振动、加组合构成力、压力、称重、位移、扭矩、振动、加 速度等多种专用式传感器，广泛应用于机械、交通、速度等多种专用式传感器，广泛应用于机械、交通、 建筑、化工和电力等行业。建筑、化工和电力等行业。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 电阻应变计的结构电阻应变计的结构 电阻应变计主要由电阻敏感栅、基底和面胶（或覆盖层）、电阻应变计主要由电阻敏感栅、

33、基底和面胶（或覆盖层）、 粘结剂、引出线五部分组成。电阻应变计的结构如图所示。粘结剂、引出线五部分组成。电阻应变计的结构如图所示。 图5-9 电阻应变计的构造 1敏感栅；2引出线；3粘结剂（未示出）； 4覆盖层；5基底 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 应变计的类型应变计的类型 电阻应变计的分类方法很多，常用的是按应变计的制造材料、 温度以及用途的不同来分类。 （1）按敏感栅的制造方法分类 1）金属丝式应变计 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 箔式应变计箔式应变计 箔式应变计的敏感栅是利用照相制版或光刻腐蚀箔式应变计的敏感

34、栅是利用照相制版或光刻腐蚀 技术制成的，箔栅厚度一般为技术制成的，箔栅厚度一般为0.002mm0.005mm,0.002mm0.005mm, 最薄的达最薄的达0.00035mm0.00035mm。箔式应变计，工艺上能保证。箔式应变计，工艺上能保证 敏感栅尺寸的准确，线条均匀，适应不同的测量敏感栅尺寸的准确，线条均匀，适应不同的测量 要求，传递试件应变性能好、横向效应小和散热要求，传递试件应变性能好、横向效应小和散热 性能好，因此得到了广泛的应用，现在已经基本性能好，因此得到了广泛的应用，现在已经基本 上取代金属丝应变计。上取代金属丝应变计。 金属薄膜应变计金属薄膜应变计 所谓薄膜是指厚度在所谓

35、薄膜是指厚度在0.1um0.1um以下的膜，它是采用真以下的膜，它是采用真 空的溅射或真空沉积等方法制成的。通过按规定空的溅射或真空沉积等方法制成的。通过按规定 的图形制成的掩膜版，在基底材料上溅射或沉积的图形制成的掩膜版，在基底材料上溅射或沉积 一层电阻材料的薄膜，从而制成金属薄膜应变计。一层电阻材料的薄膜，从而制成金属薄膜应变计。 开始开始 前页前页 后页后页 结束结束 传感器技术及机械量检测2学时 电阻应变计的应用电阻应变计的应用 电阻应变计主要有以下两种应用方式：电阻应变计主要有以下两种应用方式： （1 1）应变片直接粘贴在试件上，用来测量工程结构受力后）应变片直接粘贴在试件上，用来测量工程结构受力后 的应力分析或所产生的应变，为结构设计、应力校正或分析的应力分析或所产生的应变，为结构设计、应力校正或分析 结构在使用中产生破坏的原因提供试验数据，如电阻应变仪。结构在使用中产生破坏的原因提供试验数据，如电阻应变仪。 在测量齿轮轮齿弯