电阻应变片例题与练习题复习课程

1、电阻应变片传感器例题与习题例题:例M 采用四片相間时金属丝应变片(K=2),将英結在实心岡柱形测力弾性丘件上。 4111512-1(!)所示,应变片 1、309 为 1.56x10 4，应变片趴 4的 t 为-0.41,:求仃)画出应变片在圆柱上贴粘位置及相应测量桥路原理图；(2)各应变片的电眼相对变化 匱 3RN 君供电桥压UN V,求桥烙输出电压5" 此种测輦方式能否科偿 坏境覗巫对碍童的越响了说明原因，图2订ff：(l)按題意采用四个拍诃应变片側力弹性兀件.贴的位SSUffi2 Ka)所示。际兔沿 轴向在力F作用下产生正应变引0,£,0：/?2 沿圖周方向貼则产主负应

2、变5仇訂皿伞应变电01按人桥郵位蜀如圏21(b)所示c从而组曲全桥测盘电路可以提髙输出起 斥灵戰度=2X1,56X10-* =3.12X 10 *Ki 叫AD云二衬=-底产-JxO.47xjo 4= -O,»MX LO 4= 4(3.12X10" 0.94X k)-4)x6=1.22 mV(4)此种测量方式可以补偿环境沮度变化的形响因。因为四个榊同电职应变在同样环境条件卜'感曼汩度变化产生电相对业化量相网,在全桥电路中不匪响输岀电压值，闪AR( t _ AR2/ _ 厶尺訂 _ SRtr _<r=Rr=Rr=r=nMi 牡 Mi 讥 ARul4 . «

3、;R i,a2iR j J?4 q2-2台用等涌度聳作为沖性元件的电子秤在鑒的上、卩面各贴两片相同的电聊应 愛片（K =町如图 2吃（韵所示心 ESH / = IW mm,6 "1 mni= 3 mm, E - 2x 104 M/mm 现將四丰应变片攥入图（b）克流拼路中.电桥电叢电托JJ-fi V “当力f = Q.5眾时求电桥 輪也电压%七L6解：由图5）所示四片相同电齟应变片聒于尊窿度梁上，下面各两片号亟力F柞啊梁端 部耳.魅匕表面&和尺产生止厲变电肌蟹化而T表面R.和&则产生负应变电阻亶化.其应变絶对值相等.即6F1br7UAR . 寸3电阻相对变化屋为凡一卫

4、？现将四个应变电限揽图讨所赤接人轿路组咸彈曹全祈电路.其检出桥粘电压为门 M门 v门一覚"6M例2-3 采用阻值为120Q灵敏度系数 K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120 Q的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1和1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。解：单臂时U0所以应变为1时U 064 2 10410 6/V，应变为1000时应为U4 2 10 3103/V ；双臂时U0，所以应变为U0U0U010 610/V应变为1000 时应8 1032 10 ,42310 /V/V，应变为1000时应为

5、U 0全桥时U0 K U ，所以应变为138 10 /V。从上面的计算可知： 单臂时灵敏度最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。例2-4 采用阻值R=120 Q灵敏度系数 K=2.0的金属电阻应变片与阻值 R=120 Q的固定电阻 组成电桥，供桥电压为 10V。当应变片应变为 1000时，若要使输出电压大于 10mV，则可 采用何种工作方式（设输出阻抗为无穷大）？解：由于不知是何种工作方式，可设为n,故可得：门 畑 2xlOxlO-3 “t70 =-10得n要小于2,故应采用全桥工作方式。例2-5电阻应变片的灵敏度K也 沿纵向粘貼于直4?* 0,05m的圆形钢柱表面，钢材的EPXlO

6、'N/n2P =0. 3.求钢柱受1加竝力作用时，应变片电明的相村变化駐° 乂拧应殳片沿钢柱囲周厅向粘贴.受冋样拉力件用时*应变片电聊的相对变化量为多少?解：（1 ）沿纵向粘贴时:10t1011N/m20.49，RRk2 0.49 0.98 10 6(2)RR沿圆周向粘贴时:0.3 0.496 6100.147 10例2-6采卑聊个愕能完令相同的电阳血变片（灵厳庖系数为10将祐貼再薄増厨筲式压力饕感尤件外表圓周方向、弹性兄件周田厅向应变£=p,式中，戸为持测2（D-dE比力* #为泊松比* £为畅氏模d为简内枪* D为简外桂。现采用自流电桥坯路*供唱桥压山

7、脛求满足如F条什：（I）该压力伎粥器疔潇度补倦作用；桥將输山电压灵敏港热高*试固出应变片粘詁位玄利和应桥歸駅理期并写出桥蹄输出屯压衷迖式°解：按题意要求圆周方向贴四片相同应变片，如果组成等臂全桥电路，当四片全感受应变时，桥路输出信号为零。 故在此种情况下，要求有补偿环境温度变化的功能，同时桥路输出电压还要足够大，应采取两片R,、R3贴在有应变的圆筒壁上做敏感元件，而另两片R2、R4贴在不感受应变的圆筒外壁上作为温补元件，如图（a）所示。然后再将四个应变电阻接入图（b）桥臂位置上。此时被测压力变化时，尺、R3随筒壁感受正应变量 j 0 3 0。并且13 ； R2、R4所处位置筒壁不产生

8、应变，故24 0。桥路输出电压UO只与敏感元件 Ri、R3有关，故把Ri、R3放在对桥臂上，可获得较高的电压灵敏度。则输出信号电压u0为1 R14(百R3R3K (2)2 2(D d)EpUK (2)4 (D d)EpU4EC 二勿另一方面R2、R4放于桥臂上与Ri、R3组成的全桥测量电路，当环境温度变化时产生的电阻变化量均相同，故对环境温度变化有补偿作用，使0t1RitRzt4R1R2R3tR3R4tR4例2-7有一吊举的拉力推感基怕启圈所示*其屮电阻应变片刘、R2, R3.战贴柱等輕面轴上.已知RKK2、K3.K1杠称阻值均为120Q桥路电压为纵 物車血引起Kl. R2变化增屋为1.2 0

9、 画出內变片组成的电桥电骼" 计弊出测得的输出电医和支桥输出灵敏度* 说明K箕嗣起到什么作用？ 解： 应变片组成半桥电路:id*-UoE (Ri Ri)(Ri Ri) R4R2ER2 1.2R3 (R2R2)2 R2 1200.01V K E 12 R3、R4可以进行温度补偿。练习题：一、单项选择題1、为诚小或消除卄线性沃差的方仏町采用 < 人二提鬲供龟电拯B.提高桥臂比C.提高桥臂电阳恒D.提高电压灵敏熨2、全桥瓷功业路的电压灵敏度是单搭丁作时的（hA.不变B. 2C. !信：D- 6 倍3、电阻应变片配用的测量电路中*为了克JK分布电容的彫响，多釆用（A.总流平復电桥C.交

10、谎平衡电桥B,直流不平衡电折D,丈流不平徇业侨4、通常用腹变式仪感褂测屋（）.,A.温度B.C,加速度D.电阳5.影响金属律电村料应变灵娥系数K的主耍因盍是（）-A. &电村料电阳率的变化B.昏电材料几轲尺寸的变化匚护电村料鞫理性航的变化D+导电材料化学性质的变化6、产生应变片温度谋差的上蟹原丙育(A.吐肌锥右温度系数B.试件与电肌绘的线膨味系数相同収呪丝承賀应力方向不同D+电啊丝与试件材料不同7、电阳应变片的线路温度补偿方法冇（）。A. 差动电桥补偿法B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C.补偿线圈补偿法D.恒流源温度补偿电路法&为应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴

11、线上受-维应力作用时，驱 灵敏系数K的定义足（）oA. 应变片电阻变化率与试件主应力Z比B. 应变片电阻与试件主应力方向的应变Z比C. 应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变Z比D. 应变片电阻变化率与试件作用力Z比9、制作陶变片敏感栅船材料中.用的彊多的金屈材料是（）。A.铜B.伯C.康洞D.探辂合金10、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使具灵敏度高、非线性误差小（A. 两个桥臂都应当用人电阴值工作应变片B. 两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C. 两个桥臂应当分别用应变量变化相反的丁作应变片D. 两个桥臀应当分别用战变屛变化相同的工作冋变片1U在金属箔式应变片单劈单桥测力实验中不需要的

12、实验设各是（ 九A.直流总压电澹B.低迪滤波器C. 差动放人器D.电压表12、关电阴应变片，卜列说仏中1E确的足（）A. 应芟片的轴向应变小丁径向屁空B. 全属电阻应变片以压阻效应为主C半导体应变片以应变效应为工D. 金属应变片的灵敏度主要取决丁受力肩材料儿何尺寸的变化13、金屈纥的电阳随首它所受的札械变形（拉伸或压缩）的人小丽发生和应的变化的现彖称为金属的（）.A.电阻形变效应 B.电阻应变改TC.压电效应D.FRV枚应14、箔式应变片的箔材厚殘名布（）Z间。A. 0. 001.0. Ohm B. 0. 01.0 InnC. 0. 01 0 1. P m D. 0. 0001 0 001 P

13、 m15、（）是采用克空蒸发或克空沉枳等方法.将电阻材料在基底上制成耳各种形式敏感栅而形成应变片这种应变片乂墩系数吕，易实现丄业化生"，足种很徇前途的 豹型应变片。A.箔式应变片B.半导体应变片C.沉积般应变片D.消肢应变片16、日前，薄膜应变片在实际便用中的主要问题足较难控制其电阻対（）的变化关系。A.电流和肘闾B.电压和时间C.温度机时仙 D.盘度和电流17、绝缘电阴，即敏感栅与莫底间的电阳值，一股应人J：（）eA. LOXe+lOQ B. 10Xe+12Q C. 10Xe+9Q D. 10Xe+llQ18、应变片的战变极限是指在温度一定时.指示应变值利fl实应变的相对差（巾尔超

14、过一定数值时的绘人真实应变数姒，一般差值规定为（），当指示应变值人真实应变的该比例值时，真实应变值称为应变H的极限应变。A. 15% B.20% C.8% D. 10%19、娴变是指己粘贴好的应变片，在温度一定并承受-定的机械应变时，指示应变值随 （ ）的变化。A.位移B.压冬 C时间O外力作用20、*（）和应变片.以及一些附件（补偿尤件、保护罩等）组成的装忙称为应变式传感器.A.弹性元件B.调理电路 C.借兮采筆电路 D.敏感元件21、应变片的允许工作电流参数是指（）A允许通过应变片rfn絶缘材料因受热而未损坏的最A电流B允许通过应变片而敏感栅受热未烧坏的聂人电流C允许通过应变片而敏感栅受热

15、耒烧坏的绘人电流22、直流电桥平衡的条件是（ >oA相临两臂电阻的比值相等B相对两臂电阻的比值相等C和临两臂电阻的比值不和等D所有电阻都相等23、玄流电桥的平衡条件为（>A相邻桥腎阻值乘枳相等 B,相対桥臂阴值乘枳相等C.相対桥臂阻值比值相等D.相邻桥臂阳值Z和相等二、填空题1、单位应变引起的称为电用丝的灵破度糸数。2、 产生电阻应变片富雯i吴差的乞耍因索令的歩响和_的彫啊。3、口:流电桥平衡条f|足.1、宜流电桥的电用灵敏度与电桥的供电电压的关系見关系5、电阴应变片的温度补卷中，杆采用电桥补偿注测帛应变时，粘站在被测试估表面卜补偿应变片粘贴存与械测试件完全相同的I'. F

16、t补偿应变片6、半导体两变H 丁作廉理是葺I'-效应迄的灵敏条数比金属横变片的灵敏乐数7、电阴咸变片的配用测屋电路采甲差动电桥时.不仪町以消除冋时坯能起到的作用C8、电阻应变式传感器的核心尤件是氏工作原理是某于9、 应变式传感器屮的测显电跆足式将应变片的传换成的变化，以便方便地显示彼测卄电屋的人小.10、屯駅应变片的配用测吊电储眾片处动电桥时，不仅町以消徐.同时还能起到的件用，11、咸变式传膳器总由和电阳应变片尺旳附件不成的。12、电阻应变片由、基片、覆盖山和引线等部分组成.13、电阻应变片的工作原理就E依搁、' 殳滾应建'7.崎变形之何的農值关系而丁作的14、金居丝在

17、外力作用卜发生机械形变时它的电阳值将发生变化.这种现彖称效应；同体受到作用力后电阻率娈发生变化，这种现後称效应。15、电肌应变片的温度补偿力法有：和。16、箔式屉变片系利用照和制版或的方沈埒电审箔树在绝嫁乩底卜制成外种图形向成的应变片.17、薄膜应变片的号度左U卜°L8、应变片町以把应变的变化转拱为电氓的变化，为显示与记录应变的人小，还要把电阻的 变化再转换为电压或电流的变化，完成I：述作用的电路称为电阳迪变式传感器的_ _- 股采用测鼠电桥.19. 压电材料件三类：压电晶体、压电陶逮和.20. M线的电阴琏規成故感椅拆氏煨相同但亦变小环 閱帰型分怔足敏陵K卜降八这神埋雜称为皱融21

18、、屉变式恨匾購屋利用业阳应变片将传换为窘化的传慮器.传摘潜中在邨性/uft kffitt比杵枸威、丼性无件用來丘件帘来“22. 电肌应变片的温搜谋签艮Ft的改妬测啟带来的附！JI1试更，H广上m廉凶有的涉响和的雷响柑23、娶把er卜应变引起的齟小电阳变化特确的團虽岀來，盂采用特别険计的懑疏战歸*通常案用戦百対.减小或消除!卜线性泯熬的方诜竹和采阳誥动电桥”苴屮沏电桥町分为和脚种疔式亠 三、简答与计算题2I 一应变片的电阻R = 120 0 = 2.155.作应变为500呻血曲传醒元乐 求： 朋 和AR/R;(23若电谏电JK l; = 3 V.此时电桥的输出电压5 =2-2如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3V , R3=R4=100Q, Ri和R2为同型号的电阻应变片，其电阻均为50 Q,灵敏度系数 K=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的