电阻式传感器1

1、 应变式传感器是利用金属的电阻应变效应将被测量转换为电量输出的一种传感器。应变式传感器组成框图SLR dSSLdLSdSLdR2 FFL Lr r 当受到拉力作用F后，电阻的变化量为全微分，rdr2SdS,rS2 则LdLrdr LdLLdLddLdLLdLRdR/)21(2 0k/)21(RR /21k0 dSdSLdLRdR两边同除以R和 L/S，相对变化为又因为根据材料力学知识代入上式得-金属电阻的灵敏度系数 0kRR电阻应变片由基底、敏感栅、盖片（有时加上引出线）组成。用粘贴剂将其粘贴在一起，构成完整的应变片。（一）应变片的类型和材料 kRR原因：1）粘贴层传递变形失真 , 2）横向效

2、应。实验表明，电阻应变片的灵敏系数k恒小于电阻丝的灵敏系数k0。且。各种应变片(花) y x - y1机械应变卸载加载指示应变i应变片的机械滞后（四）零漂和蠕变 T=c, =0时时, R/R=f(t) T=c, =c时时, R/R=f(t) （五）应变极限和疲劳寿命（六）最大工作电流(静:25mA 动:75100mA) 绝缘电阻(50100M )2sin()2sin()/()/sin(00000 xxllxP-平均应变-l/2处真实应变 -应变波长应变波长l-应变片基长应变片基长x0=(x1+x2)/2（七）应变片的电阻值R（120、350、1000 ） 应变片的规格一般以使用面积和电阻值表示

3、，如320mm2，120。 （八）动态响应特性下表为不同基长时最高工作频率：如果应变片的基长为 ，从图中可以看出平均应变值为0。一般要求 l=(1/201/10) 。URRRU211AB URRRU433AD R1R2R3R4UU0ACDB在ADC支路上，在ABC支路上，U)RR)(RR(RRRRUUU43213241ADAB0 U)RRRR)(RRRR()RR)(RR()RR)(RR(UU443322113322441100 电桥平衡：在 R=0时，输出电压U0=0的状态。电桥平衡条件：R1 R4 =R2 R3)RRRRRRRR(U41U43210 )(Uk414321 一般为等臂电桥，即

4、R1=R2=R3=R4=R，而且 Ri R (i=1,2,3,4)，高阶微量的影响较小，可略去，同时利用平衡条件，有0RRR432 Uk41RRU41U10则R1R2R3R4UU0ACDB)Uk41(2)RRU41(2U,RRR,02121 时时即即当当0U,RR,02121 时时即即当当)(Uk41)RRRR(U41U21210 0RR43 此时没有意义，应避免。可见灵敏度比单臂工作时提高了一倍。R1R2R3R4UU0ACDBR1工作片工作片FR2补偿片补偿片补偿块补偿块t111RRRRRR t1t22RRRRRR Uk41RRU41)RRRR(U41U1210对于R R2 2有温度影响通过

5、电桥相互抵消， U U0 0只反映应变的变化。 RRRRRR21tt2t1RRRRRR Uk412RRU412)RRRR(U41U210R1（拉）（拉）R2（压）（压）F0RR32 )Uk41(2)RRU41(2U,RRR,04141 时即当0U,RRR,04141 时时即即当当不能实现温补,但灵敏度提高了一倍。要提高灵敏度，应使相邻两臂的变化相反，相要提高灵敏度，应使相邻两臂的变化相反，相对两臂的变化相同。对两臂的变化相同。当 时，)RRRRRRRR(U41U43210 )(Uk414321 ,41 32)Uk41(4)RRU41(4U0 有R1（R4）FR1（R2）R2（R3）R4（R3）

6、R1（R4）FR1（R2）R2（R3）R4（R3）t41)RR()RR(RRRR t32)RR()RR(RRRR )Uk41(4)RR(U414U0 4321 )(Uk41U43210 虽然也称全桥，但则R2R1FFR2R1FFR2R1FFFFR1，R2（相对桥臂）接入电路。若误将接入电路，电桥将无电压输出。R1，R2（相邻两臂）R2R11UU)RRRRRRRR(U00 R1RRRUU0ACDB 2200000LR2RR2RR2RR2R1 1R2R111UU1UUU按幂级数展开后，再略去高阶量按幂级数展开后，再略去高阶量, 则则 L = R/2R当当k=2, =1000 时时, R/R= k =2 1000 10-6=0.002, L=0.002/2=0.1% 。当要求测量精度较高时，或电阻相对。当要求测量精度较高时，或电阻相对变化变化 R/R较大时，不能忽略。较大时，不能忽略。 RRRRRRRRRUU2211110RRR21 )4URR(2U0 R1R2RRUU0ACDB此时没有非线性。其它形式有非线性。全桥视情况而定。当 时，U)n1(nR/RUk2110