应变式感测器 _生活百科

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应变式感测器【应变式感测器】应变式感测器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种感测器。电阻应变片则是其最常採用的感测元件。它是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的感测元件。
基本介绍中文名：应变式感测器
组成：敏感栅、基底、引线、盖片
主要用途：测量力、力矩、压力
种类：丝式电阻应变片和箔式电阻应变片
基本描述利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的感测器主要用途测量力、力矩、压力、加速度、重量等原理电阻应变片的基本构造如图，它一般由敏感栅、基底、引线、盖片等组成。敏感栅由直径为0.01-0.05mm、高电阻係数的细丝弯曲而成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。敏感栅用粘合剂将其固定在基底上。基底的作用应保证将构件上应变準确地传递到敏感栅上去。因此它必须作得很薄，一般为0.03-0.06mm，使它能与试件及敏感栅牢固地粘结在一起。另外它还应有良好的绝缘性能、抗潮性能和耐热性能。基底材料有纸、胶膜、玻璃纤维布等。纸具有柔软、易于贴上、应变极限大和价格低廉等优点，但耐温耐湿性差，一般工作温度低于70℃下採用。为了提高耐湿耐久性和使用温度，可浸以酚醛树脂类粘合剂使用温度可提高至180℃，且时间稳定性好，适用于测力等感测器使用。胶膜基底是由环氧树脂、酚醛树脂、聚脂树脂和聚醯亚胺等有机粘合剂製成的薄膜，胶膜基底具有比纸更好的柔性、耐湿性和耐久性，且使用温度可达100-300℃ 。玻璃纤维布能耐400-450℃高温，多用做中温或高温应变片基底。引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连线，一般由0.1-0.2mm低阻镀锡铜丝製成，并与敏感栅两输出端相焊接。

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应变片的基本构造在测试时，将应变片用粘合剂牢固地贴上在被测试件的表面上，随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的变形，从而使其电阻随之发生变化，而此电阻变化是与试件应变成比例的，因此如果通过一定测量线路将这种电阻变化转换为电压或电流变化，然后再用显示记录仪表将其显示记录下来，就能知道被测试件应变数的大小。特性种类及结构种类：常见的有丝式电阻应变片和箔式电阻应变片两种。

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基本特性几个概念——变形、弹性变形、弹性元件基本特性——刚度、灵敏度刚度——弹性元件受外力作用下变形大小的量度。灵敏度——单位力作用下弹性元件产生变形的大小。刚度的倒数。灵敏係数定义K=(ΔR/R)/εt为应变片的灵敏係数。它表示安装在被测试件上的应变在其轴向受到单向应力时，引起的电阻相对变化(ΔR/R)与其单向应力引起的试件表面轴向应变(εt)之比。注：应变片的灵敏係数并不等于其敏感栅整长应变丝的灵敏係数，这是因为在单向应力产生应变时，应变片的灵敏係数除受到敏感栅结构形状、成型工艺、粘结剂和基底性能的影响外，尤其受到栅端圆弧部分横向效应的影响。横向效应结果：应变片的灵敏度比电阻丝的灵敏度要小

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解决办法：多採用箔式应变片工作电流绝缘电阻——已贴上的应变片的引线与被测件之间的电阻值Rm 。绝缘电阻越大越好。最大工作电流——已安装的应变片允许通过敏感栅而不影响其工作特性的最大电流Imax 。工作电流大，敏感度高，但也会使应变片过热，应视材料选取不同的电流。温度误差应变片的温度误差——由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差。