第3章电阻式传感器1

1、 电阻应变式传感器是将电阻应变式传感器是将被测的非电量转换成电阻值被测的非电量转换成电阻值的变化，的变化，再经转换电路变换成电量再经转换电路变换成电量( (电流、电压电流、电压) )输出。输出。 电阻应变式传感器也是电阻应变式传感器也是应用最广泛应用最广泛的传感器，可用于应变力、的传感器，可用于应变力、压力、转矩、位移、加速度。据统计日本力传感器中应变片压力、转矩、位移、加速度。据统计日本力传感器中应变片占占70%，美国占，美国占90%。 测力范围：测力范围：小到肌肉纤维（小到肌肉纤维（510-5N)，大到登月火箭，大到登月火箭(5107N)； 精确度：精确度：在在0.010.1%，有，有10

2、年以上的校准稳定性年以上的校准稳定性。F 应变式传感器主要特征应变式传感器主要特征 有不同材料类型，金属应变片、半导体应变片有不同材料类型，金属应变片、半导体应变片; ; 优点，结构简单、精度高、范围大体积小；优点，结构简单、精度高、范围大体积小； 缺点，电阻、半导体会随温度变化。缺点，电阻、半导体会随温度变化。广泛应用于各种广泛应用于各种衡器衡器和和应变应变测测量量1） 用于各种电子秤用于各种电子秤电电子子天天平平吊秤吊秤遥遥动动遥遥控控吊吊秤秤液液压压叉叉车车秤秤电子皮带秤电子皮带秤行李秤行李秤钢包电子秤钢包电子秤行车电子秤行车电子秤防爆汽车衡防爆汽车衡给料秤给料秤机机械械秤秤包包装装机机

3、动动态态电电子子秤秤自动称重给料机自动称重给料机给料斗秤给料斗秤称重包装机称重包装机定量包装机定量包装机灌装机灌装机2）用于应变仪）用于应变仪 全自动应力、应变实时监测仪全自动应力、应变实时监测仪动态动态监测各种监测各种工件工件施工中的施工中的应变、应力、载荷或合成应应变、应力、载荷或合成应力；力；可可检测振动检测振动时效果。时效果。可可静态静态地测量地测量内应力、接触应力，内应力、接触应力，如焊接如焊接件、铸件、锻件、水坝、岩石、混凝土内件、铸件、锻件、水坝、岩石、混凝土内的内应力；焊接、铸造、机加工、热加工、的内应力；焊接、铸造、机加工、热加工、锻造、冷凝、体变等残余接触应力；锻造、冷凝、

4、体变等残余接触应力； 用于各种用于各种弹性固体材料、构建弹性固体材料、构建的的应变测量、应力检测及监应变测量、应力检测及监测，测，如：钢结构、合金件、机床、大坝体、隧道、桥梁、如：钢结构、合金件、机床、大坝体、隧道、桥梁、高楼、建筑、土建、管道、输水管、岩石、地震、船舶、高楼、建筑、土建、管道、输水管、岩石、地震、船舶、海洋平台、油井、小堤坝、电缆、锅炉海洋平台、油井、小堤坝、电缆、锅炉，上海卢浦大桥通车应变试验上海卢浦大桥通车应变试验上海国际会议中心模型试验上海国际会议中心模型试验打桩船吊塔打桩船吊塔 强度试验强度试验金属丝式应变片结构金属丝式应变片结构金属箔式应变片结构金属箔式应变片结构1

5、敏感元件 2、4基底 3引线应变片组成应变片组成 应变片结构应变片结构单体型半导体应变片单体型半导体应变片F 半导体应变片结构半导体应变片结构温度传感器温度传感器扩散电阻扩散电阻硅膜片硅膜片硅片硅片基片基片集成式应变传感器集成式应变传感器lRSRlSRlS2srsrll611 10/mm mm 应变单位： / (/r rl l 径向）（轴向）在弹性范围内金属丝受拉时，在弹性范围内金属丝受拉时，轴向应变轴向应变和和径向应变径向应变的关系，的关系，负号表示应变受力方向相反负号表示应变受力方向相反RlSRlS12RR0/1 2R Rk RlSRlS/(12)0/12k 弹性元件在应变片测量技术中占有

6、极其重要的地位，首先弹性元件在应变片测量技术中占有极其重要的地位，首先把把力力、力矩力矩或或压力压力变换成相应的变换成相应的应变或位移应变或位移，然后传递给，然后传递给粘贴在弹性元件上的应变片，通过应变片将力、力矩或压粘贴在弹性元件上的应变片，通过应变片将力、力矩或压力转换成相应的电阻值。力转换成相应的电阻值。物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形变形，而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为这种变形称为弹性变形弹性变形。具有弹性变形特性的物体称为弹具有弹性变形特性

7、的物体称为弹性元件。性元件。3. 3. 弹性敏感元件弹性敏感元件常用弹性元件的结构和特性常用弹性元件的结构和特性a） 刚度刚度刚度是弹性元件受外力作用下变形大小的量度，刚度是弹性元件受外力作用下变形大小的量度，其定义是其定义是弹性元件单位变形下所需要的力弹性元件单位变形下所需要的力，用，用C C 表示，其数学表达式为表示，其数学表达式为 3. 3. 弹性敏感元件弹性敏感元件dxdFxFC lim式中式中: : F F 作用在弹性元件上的外力，单位为牛顿（作用在弹性元件上的外力，单位为牛顿（N N）；）； x x 弹性元件所产生的变形，单位为毫米（弹性元件所产生的变形，单位为毫米（mmmm）。）

8、。通常用刚度的倒数来表示弹性元件的特性，通常用刚度的倒数来表示弹性元件的特性，称为弹性元件的灵敏度，一般用称为弹性元件的灵敏度，一般用S S 表示，表示，其表达式为其表达式为 3. 3. 弹性敏感元件弹性敏感元件 从上式可以看出，从上式可以看出，灵敏度是单位力作用下弹性元件产生变形的大小，灵敏度是单位力作用下弹性元件产生变形的大小，灵敏度大，表明弹性元件软，变形大。如果弹性特性是线性的，则灵敏灵敏度大，表明弹性元件软，变形大。如果弹性特性是线性的，则灵敏度为一常数，若弹性特性是非线性的，则灵敏度为一变量，即表示此弹度为一常数，若弹性特性是非线性的，则灵敏度为一变量，即表示此弹性元件在弹性变形范

9、围内，各处由单位力产生的变形大小是不同的性元件在弹性变形范围内，各处由单位力产生的变形大小是不同的.dFdxCS1OFA1230 x弹性特性曲线弹性特性曲线 b） 灵敏度灵敏度各种形式的金属各种形式的金属式电阻应变片式电阻应变片 金属式金属式电阻应变片常见的有电阻应变片常见的有丝式丝式、箔式箔式、薄膜型薄膜型 按材料分为按材料分为 体型体型 丝式、箔式丝式、箔式 金属式：金属式： 薄膜型薄膜型 半导体式：半导体式：体型体型、薄膜型、扩散型、外延型、薄膜型、扩散型、外延型、PNPN结型结型 按结构分：单片、双片、特殊形状按结构分：单片、双片、特殊形状 按使用环境：高温、低温、高压、磁场、水下按使

10、用环境：高温、低温、高压、磁场、水下 金属丝式金属丝式 敏感栅用敏感栅用0.025mm0.025mm金属丝（康铜、贵金属）；金属丝（康铜、贵金属）； 金属箔式金属箔式 通过照相制版，光刻腐蚀工艺作成金属薄栅，通过照相制版，光刻腐蚀工艺作成金属薄栅， 厚度在厚度在0.0030.0030.01mm0.01mm，敏感栅截面为矩形，敏感栅截面为矩形， 可通过大电流，工艺适于批量生产；可通过大电流，工艺适于批量生产； 金属薄膜型金属薄膜型采用真空技术，在基片上蒸镀金属薄膜，采用真空技术，在基片上蒸镀金属薄膜， 厚度为纳米级。厚度为纳米级。 半导体半导体式式：体型体型、薄膜型、扩散型、外延型、薄膜型、扩散

11、型、外延型、PNPN结型结型体型半导体电阻应变片体型半导体电阻应变片 直流电桥的平衡条件直流电桥的平衡条件 323141012341234()()RR RR RRUEERRRRRRRR1423R RR R1234/RRRR电桥平衡时电桥平衡时: I0 = 0 ，U0 = 0 要满足电桥平衡条件，必须有要满足电桥平衡条件，必须有对比积相等对比积相等，邻臂比相等邻臂比相等当负载当负载 RL（放大器的输入阻抗比桥路阻抗大的多，放大器的输入阻抗比桥路阻抗大的多，可视为开路可视为开路）电桥输出电压为：）电桥输出电压为： 设设R1为应变片，应变时为应变片，应变时R1变化量为变化量为R1 ， 应变片阻值变化

12、电桥失衡，不平衡输出电压为应变片阻值变化电桥失衡，不平衡输出电压为311011234RRRUERRRRR 4311112143(/)(/)(1/) 1/RRRRERRRRRR 电桥电压灵敏度电桥电压灵敏度R121unKEnF 电桥输出的电桥输出的电压灵敏度电压灵敏度为为 10211RnUERn 电桥输出电压可近似为电桥输出电压可近似为11RR11/RR，忽略分母中，忽略分母中 由于由于 设桥臂比设桥臂比21/nRR 考虑平衡条件考虑平衡条件2143/RRRR43110112143(/)(/)(1/) 1/RRRRUERRRRRR 对于对于 电桥电压灵敏度电桥电压灵敏度11011(/)(1/)

13、1nRRUERRnn 电桥电压灵敏度电桥电压灵敏度大，电桥输出电压越大，大，电桥输出电压越大， Ku 与电桥电源与电桥电源 E 成正比，但供电受应变片允许功耗限制；成正比，但供电受应变片允许功耗限制； 2. Ku 是桥臂比是桥臂比n的函数，恰当选择桥臂比可提高电压灵敏度；的函数，恰当选择桥臂比可提高电压灵敏度； 显然显然 n=1、R1=R2、R3=R4 时时 Ku 有最大值。有最大值。 4. 单臂工作片的单臂工作片的电桥输出电压电桥输出电压及及电压灵敏度电压灵敏度分别为分别为21unKEn2410(1)udKndnn104REUR4uEK01uRUKR等臂电桥等臂电桥 n =1=1时时112L

14、RR 11011(/)(1/)(1)RRnUEnRRn 实际输出值为实际输出值为0011011/1/LUURRUnRR 非线性误差非线性误差11RR11/RR，忽略了分母中忽略了分母中前面计算中设前面计算中设1111/1/212LRRRR将分母按幂级数展开，略去高阶量近似得到单桥非线性误差将分母按幂级数展开，略去高阶量近似得到单桥非线性误差 对对金属电阻丝应变片金属电阻丝应变片，因灵敏系数，因灵敏系数 k0 主要由主要由几何尺寸几何尺寸引起的，引起的， R 非常小，电桥非线性误差可以忽略。非常小，电桥非线性误差可以忽略。 对于对于半导体应变片半导体应变片，灵敏度系数，灵敏度系数k0 主要由主要

15、由电阻率变化电阻率变化引起的，引起的， 应变时应变时R/R 变化变化 很大，非线性误差不能忽略。很大，非线性误差不能忽略。例：金属应变片例：金属应变片 半导体应变片半导体应变片6%L0130k 0.001/0.13R R11/ 2LRR /0.01R Rk02k 0.5%L0.005由式由式 可见，非线性误差与可见，非线性误差与R1/R1成正比成正比 实际电路中非线性误差总是存在实际电路中非线性误差总是存在的，为减小非线性误差，常采用的，为减小非线性误差，常采用差动电桥差动电桥。 在试件上安装两个工作片，分别在试件上安装两个工作片，分别接在电桥的相邻两个臂，当有作接在电桥的相邻两个臂，当有作用

16、力用力F F 时一个受拉、一个受压。时一个受拉、一个受压。3110112234RRRUERRRRRR 电桥的输出电压为电桥的输出电压为2uEKq 半桥电路半桥电路电压输出和电压输出和电压灵敏度分别电压灵敏度分别为为半桥电路讨论：半桥电路讨论： 1. 输出电压输出电压U0 与与R/R呈线性关系，无非线性误差；呈线性关系，无非线性误差； 2. 半桥电路（两工作片）电压灵敏度半桥电路（两工作片）电压灵敏度Ku是单臂电桥的两倍；是单臂电桥的两倍； 3. 同时电路具有温度补偿作用。同时电路具有温度补偿作用。02ERUR12RRR F 按等臂电桥：按等臂电桥：1234RRRRR3110112234RRRU

17、ERRRRRRr全桥电路的电压输出和电压全桥电路的电压输出和电压灵敏度分别为灵敏度分别为101RUERuKE 全桥输出电压灵敏度是单桥的全桥输出电压灵敏度是单桥的4 4倍，倍， 没有非线性误差。没有非线性误差。将电桥四个桥臂按照将电桥四个桥臂按照对臂同性对臂同性、 邻臂异性邻臂异性原则连接四个应变片原则连接四个应变片 并且有：并且有：R1=R2=R3=R43311011223344RRRRUERRRRRRRR2uEKuKE4uEK0uRUKR 采用阻值采用阻值R=120R=120，灵敏度系数，灵敏度系数K=2.0K=2.0的的金属应变片与阻值金属应变片与阻值R=120R=120的固定电阻组的固

18、定电阻组成电桥，供电电压为成电桥，供电电压为10V10V。当应变片应变。当应变片应变为为0.0010.001时，若要使输出电压不小于时，若要使输出电压不小于10mv10mv，则可采用何种工作方式，则可采用何种工作方式( (设输出阻抗为设输出阻抗为无穷大无穷大) )？142301234()()Z ZZ ZUUZZZZ1234ZZZZ、式中：式中：x 电抗、电抗、r 电阻、电阻、Z 复数的模、复数的模、 相角相角 用指数形式代入得到交流电桥平衡条件，需满足两个方程式：用指数形式代入得到交流电桥平衡条件，需满足两个方程式： 对臂对臂复数的复数的模积相等模积相等，相角之和相等相角之和相等。1423|

19、|ZZZZ142314230Z ZZ Z1234/ZZZZjZrjxZ e1234ZZZZ1Z已知已知 忽略分母项忽略分母项交流交流半桥半桥输出：输出： 10114ZZUU01=2ZUUZ 交流交流单桥单桥输出：输出： 11111RZj RC11211(1)RZj RC其中其中, Z1=R1 / XC143110112143(/) (/)(1/) (1/)ZZZZUUZZZZZZ 交流电桥输出：交流电桥输出：1423R RR R2211R CR C11111RZjR C11211(1)RZj RC交流电桥的调幅作用交流电桥的调幅作用(以单臂电桥为例以单臂电桥为例)供桥电源电压为：供桥电源电压为

20、：=sinsrmuUt零应变输零应变输出出当试件受到拉伸产生当试件受到拉伸产生静的正应变时静的正应变时，电桥输出为电桥输出为输出波形与电源电压相同，但幅度为其幅值的输出波形与电源电压相同，但幅度为其幅值的14K静态正应变输出静态正应变输出1=sin4scmuK Ut当试件受到挤压产生当试件受到挤压产生静的负应变时静的负应变时，电桥输出为电桥输出为输出波形仍与电源电压相同，但幅度降为电源电压的输出波形仍与电源电压相同，但幅度降为电源电压的倍，与受拉相比波形在相位上相差了倍，与受拉相比波形在相位上相差了180。静态负应变输出静态负应变输出1=(- )U sin4scmuKt1(- )4K当试件受动

21、态应力产生简谐应变当试件受动态应力产生简谐应变 时时，输输出出正弦应变输出正弦应变输出输出波形是在载波上，叠加了一个低频的工作正弦输出波形是在载波上，叠加了一个低频的工作正弦波，载波的波幅由常数波，载波的波幅由常数U Um m变为：变为：1sin4mmKt U 11=sin()sin=(cos( - )t-cos( + )t)48scmmmmuKt UtK U 交流电桥输出的调幅波是由振幅相等而频率分别为交流电桥输出的调幅波是由振幅相等而频率分别为(w-)(w-)和和(w+)(w+)的两个频率的叠加的两个频率的叠加 实际应变的变化频率多为非正弦的，其中有不可实际应变的变化频率多为非正弦的，其中

22、有不可忽视的高次谐波频率忽视的高次谐波频率nn，则此时电桥输出频率宽度，则此时电桥输出频率宽度为为w wn。 为使电桥调制后不失真，载波频率为使电桥调制后不失真，载波频率w w应比应变信号应比应变信号频率频率nn大大1010倍左右。倍左右。结结 论论交流电桥电阻应变仪组成框图交流电桥电阻应变仪组成框图电桥：电源电桥：电源4002000Hz4002000Hz放大器：放大倍数放大器：放大倍数51051010104 4；振荡器：载波信号、相敏检波器的参考电压；振荡器：载波信号、相敏检波器的参考电压；相敏检波器：检波器（解调）、辨别相位相敏检波器：检波器（解调）、辨别相位应变片温度误差。应变片温度误差

23、。F 环境温度变化环境温度变化t 时，电阻丝的电阻会发生变化。时，电阻丝的电阻会发生变化。F 因试件随温度变化使应变片电阻产生附加形变造成的因试件随温度变化使应变片电阻产生附加形变造成的电阻变化电阻变化F 环境温度变化环境温度变化t 时，电阻丝的电阻变化为：时，电阻丝的电阻变化为：F 因试件随温度变化使应变片电阻产生附加形变造成的电阻因试件随温度变化使应变片电阻产生附加形变造成的电阻变化变化例例3.13.1n 有一个电阻为有一个电阻为120120，K=2K=2的应变片，粘贴在弹性的应变片，粘贴在弹性极限为极限为400MN/ 400MN/ , ,弹性模量为弹性模量为200GN/ 200GN/ 的

24、钢件上：的钢件上： 1)1)当应力等于弹性范围的当应力等于弹性范围的1/101/10时；时； 2)2)如果应变片材料为康铜丝如果应变片材料为康铜丝(a=20(a=201010- -6 6/C C，膨胀系数为，膨胀系数为12121010-6-6m/m/m/m/C C，钢的膨，钢的膨胀系数为胀系数为14141010-6-6m/m/m/m/C C ），温度变化），温度变化2020C C；试分别计算此应变片的电阻变化。试分别计算此应变片的电阻变化。tgsk g gt t，s s、g g 抵消抵消ttgsttk单臂电桥时单臂电桥时双臂电桥时双臂电桥时结论：差动电桥可以大大的降低温度的影响结论：差动电桥可

25、以大大的降低温度的影响 （1）应变仪）应变仪F 应变仪主要应变仪主要特性参数：特性参数：1.1. 测量通道：测量通道：8 8通道通道，可多模块组合，可多模块组合2.2. 测量范围：测量范围：30000300003.3. 测量精度：测量精度：1.51.54.4. 扫描率高于扫描率高于1 1次次/ /秒秒5.5. 支持多种桥路接入方式：支持多种桥路接入方式：1/41/4桥、桥、半桥、全桥（半桥、全桥（4 4线、线、6 6线）线）6.6. 应变片类型：应变片类型：1201201k1k7.7. 应变系数：应变系数：1.801.802.202.208.8. 采样率可设置为每通道采样率可设置为每通道101

26、0次次/ /秒到秒到几天采集一次几天采集一次9.9. 实时显示当前数据和所设置的参数实时显示当前数据和所设置的参数10.10. 2 28MByte8MByte非易失性存储器，用于非易失性存储器，用于存储测量数据存储测量数据. . lFlESE F=100103N量程量程 BLR-1型测拉力、型测拉力、BHR型测荷重传感器型测荷重传感器;火箭发动机实验台架都采用空心火箭发动机实验台架都采用空心圆柱结构。圆柱结构。 F=100103N =xFSE=-yx 邻臂电阻应变方向相反，大小相等吗？邻臂电阻应变方向相反，大小相等吗？桥臂串联或并联电阻应变片能桥臂串联或并联电阻应变片能否提高灵敏度？否提高灵敏

27、度？电阻电阻R5，R6，R7，R8电阻的作用？电阻的作用？ 例例 3-2 电阻应变片的阻值为电阻应变片的阻值为120120，灵敏度系数，灵敏度系数K=2K=2，沿轴向粘贴，沿轴向粘贴于直径为于直径为0.05m0.05m的圆形钢柱表面，钢材的圆形钢柱表面，钢材的的 ， ，求钢材受，求钢材受10t10t拉力作用时，应拉力作用时，应变片电阻的变化变片电阻的变化 和相对变化和相对变化 。若应变片沿钢。若应变片沿钢柱圆周方向粘贴，受同样拉力作用时，应变片电阻的相对柱圆周方向粘贴，受同样拉力作用时，应变片电阻的相对变化量为多少？变化量为多少？112=2 10/EN m=0.3RRR v 等截面梁等截面梁

28、悬臂梁的横截面积处处相等，所以称等截面梁。悬臂梁的横截面积处处相等，所以称等截面梁。 当外力当外力F F 作用在梁的自由端时，固定端产生的应变最大，作用在梁的自由端时，固定端产生的应变最大， 粘贴在应变片处的应变为：粘贴在应变片处的应变为：0l等截面等截面梁、梁、 026Flbh Ev 等截面梁等截面梁 26Flbh El 各种形式的应变梁应用于不同场合各种形式的应变梁应用于不同场合 各种平行双孔梁各种平行双孔梁 电电子子台台秤秤 桥式力传感器桥式力传感器扭力传感器扭力传感器利用单片机可利用单片机可进行数字处理进行数字处理壳体壳体机座机座aFR1R2m充满硅油 Fma2266FLmLaEbhE

29、bh26mLEbh梁确定后为常数aA/D转转换换显显示示驱驱动动放大放大LED显示器显示器数字电子秤系统框图数字电子秤系统框图整体原理图整体原理图电电 源源交流双69V输入传感器电路传感器电路+5-5OUT调零电位器放大电路放大电路放大倍数调节电位器差分放大级传感器信号输入传感器信号输入IC1IC2IC3注：运放采用LM324IC1、IC2组成同相并联差动放大器，提高输入阻抗。组成同相并联差动放大器，提高输入阻抗。IC3 组成基本差动放大器组成基本差动放大器ABDCR1R1RGR2R2R3R3 半导体电阻应变片半导体电阻应变片00/12/,12RkkR 灵敏系数：lleeRR iavN-载流子

30、数目 , -平均迁移率ERR1iaveN2m N-11 =（40 80）10/0100(12 )12100EkE 因为50，50应变应变1121.6710/ENmE 气压气压 P 高压腔高压腔空气空气硅膜片硅膜片低压腔低压腔硅杯硅杯温度温度传感器传感器扩散扩散电阻电阻硅硅膜膜片片 MPX压力传感器引脚与封装压力传感器引脚与封装温度补偿温度补偿第一级放大第一级放大第二级放大第二级放大模拟输出模拟输出MPX压力传感器引脚压力传感器引脚与输出特性与输出特性电阻式电阻式传感器的基本原理，转换电路。了解不同传感器的基本原理，转换电路。了解不同电阻式传感器的结构、性能、灵敏度差别，分别电阻式传感器的结构、

31、性能、灵敏度差别，分别使用在哪些场合；如何通过电阻式传感使用在哪些场合；如何通过电阻式传感 器测量力、器测量力、压力、位移、应变、加速度等非电量参数；压力、位移、应变、加速度等非电量参数；金属箔式应变片：直流单臂、半桥、全桥比较；金属箔式应变片：直流单臂、半桥、全桥比较；应用测量电路，交流全桥应用测量电路，交流全桥, ,相移器、相敏检波器、相移器、相敏检波器、电阻应变仪，电子秤。电阻应变仪，电子秤。 应变片应变片金属丝拉长，电阻增加，反之减少。金属丝拉长，电阻增加，反之减少。 电桥电路电桥电路平衡条件：平衡条件：R R1 1R R4 4=R=R2 2R R3 3； 用途：求未知电阻值，记录电阻

32、变化率、温度补偿；用途：求未知电阻值，记录电阻变化率、温度补偿； 欧姆定律、基尔霍夫定律：计算电路电压、电流。欧姆定律、基尔霍夫定律：计算电路电压、电流。 应变（力传感器）应变（力传感器）贴在试件上（弹性元件）的应变片贴在试件上（弹性元件）的应变片 的电阻变化率与应变成比例。的电阻变化率与应变成比例。 半导体压力传感器可获得比金属大半导体压力传感器可获得比金属大100倍以上的电阻变倍以上的电阻变 化。化。 利用应变的传感器有荷重、压力、形变、粘度传感器。利用应变的传感器有荷重、压力、形变、粘度传感器。课外作业课外作业1 1、什么是金属应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？金属应变片、什么是

33、金属应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？金属应变片产品灵敏系数称产品灵敏系数称“标称灵敏系数标称灵敏系数”与金属丝灵敏系数有何不同？与金属丝灵敏系数有何不同？2 2、应变仪主要电路由哪几个部分组成，请画出电路原理框图及各单元电路、应变仪主要电路由哪几个部分组成，请画出电路原理框图及各单元电路输出波形。说明相敏检波器在传感器检测电路中的作用。输出波形。说明相敏检波器在传感器检测电路中的作用。3 3、已知：一等截面悬臂梁如图所示，有四个性能完全相同的金属丝应变片、已知：一等截面悬臂梁如图所示，有四个性能完全相同的金属丝应变片, , 将其粘贴在梁式测力弹性元件上，（应变灵敏系数将其粘贴在梁式测力弹性元件上，（应变灵敏系数 ）, , 设力设力 ，梁厚度，梁厚度 ， 应变片距梁端的距离为应变片距梁端的距离为 ， 梁的宽度梁的宽度 ，弹性模量，弹性模量 在距梁端处应变为在距梁端处应变为 回答下列问题：回答下列问题： （1 1）在梁