【正文】 Rm在 50MΩ ～ 100MΩ 以上。絕緣電阻下降將使測量系統(tǒng)的靈敏度降低，使應(yīng)變片的指示應(yīng)變產(chǎn)生誤差。 ? 最大工作電流 是指已安裝的應(yīng)變片允許通過敏感柵而不影響其工作特性的最大電流。工作電流大，輸出信號就大，靈敏度就高。但工作電流過大，會使應(yīng)變片過熱，靈敏度系數(shù)發(fā)生變化，零漂及蠕變增加。通常靜態(tài)測量時(shí)取 25mA左右，動態(tài)測量時(shí)取75～ 100mA。 19 2022/5/24 ? 7）應(yīng)變片的電阻值 指應(yīng)變片在未經(jīng)安裝也不受外力的情況下，在室溫條件下測得的電阻值。目前常用的電阻系列，有 60Ω 、120Ω 、 200Ω 、 350Ω 、 500Ω 、 1000Ω 、 1500Ω 等。 20 2022/5/24 2. 電阻應(yīng)變片溫度誤差及補(bǔ)償 ?由于外界溫度變化而給電阻應(yīng)變片測量帶來的附加誤差，稱為應(yīng)變片的溫度誤差。溫度誤差主要是由于敏感柵的溫度系數(shù) α t及敏感材料與試件材料的膨脹系數(shù)的差異造成的（見公式 37）。該誤差對于測量精度影響極大，必須采取一定的補(bǔ)償方法進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 21 2022/5/24 （ 1）自補(bǔ)償法 這種補(bǔ)償方法是利用應(yīng)變片自身具有的溫度補(bǔ)償作用進(jìn)行補(bǔ)償 1）選擇式自補(bǔ)償法 ? 由式 (37)可知，若想完全補(bǔ)償溫度變化帶來的測量誤差，就要使溫度變化形成的總電阻相對變化為零，則需滿足下面條件 (38) 因此，當(dāng)被測試件的線膨脹系數(shù) βg已知時(shí)，如果合理選擇敏感柵材料，即其電阻溫度系數(shù) αt、靈敏系數(shù) K以及線膨脹系數(shù)βs，滿足式 (38)，則不論溫度如何變化，均有 ΔR/R=0，即消除了溫度變化對電阻變化率的影響，從而達(dá)到了溫度自補(bǔ)償?shù)哪康摹? ? 這種自補(bǔ)償應(yīng)變片容易加工，成本低，缺點(diǎn)是只適用特定的被試件材料，溫度補(bǔ)償范圍也較窄。 ()t g sK? ? ?? ? ?22 2022/5/24 （ 1）自補(bǔ)償法 ?2）組合式自補(bǔ)償法 焊點(diǎn)R1R2 采用這種補(bǔ)償方法的應(yīng)變片，其敏感柵是由兩種不同溫度系數(shù)的金屬電阻絲串接而成的。這兩種溫度系數(shù)可以是相同符號，也可以是不同符號。 利用兩種具有不同符號的電阻溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變片結(jié)構(gòu)如圖 35所示，它是將兩種具有不同溫度系數(shù)的電阻絲串聯(lián)繞制成敏感柵。 圖 35組合式自補(bǔ)償方法之一 23 2022/5/24 （ 2） 線路補(bǔ)償法 ?常用的線路補(bǔ)償法是利用電橋進(jìn)行補(bǔ)償。 ?圖 37所示為電橋補(bǔ)償電路，其中 R1為工作應(yīng)變片， RB為補(bǔ)償應(yīng)變片， R R4為固定電阻。工作片 R1粘貼在被測試件上需要測量應(yīng)變的地方，補(bǔ)償片 RB粘貼在補(bǔ)償塊上，補(bǔ)償塊與被測試件溫度相同，但不承受應(yīng)變。 R1R4R3UOFFRBUi試件 補(bǔ)償塊圖 37電橋補(bǔ)償電路 24 2022/5/24 3. 電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù) ?（ 1）應(yīng)變片的檢查與篩選 ?（ 2）試件貼片處表面的處理 ?（ 3）底層處理 ?（ 4）貼片 ?（ 5）粘貼質(zhì)量的檢查 25 2022/5/24 26 2022/5/24 27 2022/5/24 28 2022/5/24 29 2022/5/24 30 2022/5/24 31 2022/5/24 32 2022/5/24 33 2022/5/24 34 2022/5/24 35 2022/5/24 36 2022/5/24 37 2022/5/24 38 2022/5/24 39 2022/5/24 40 2022/5/24 41 2022/5/24 42 2022/5/24 43 2022/5/24 44 2022/5/24 45 2022/5/24 壓阻式傳感器 ?盡管金屬電阻應(yīng)變式傳感器具有性能穩(wěn)定、精度較高等優(yōu)點(diǎn)，但卻存在一大弱點(diǎn)，就是靈敏系數(shù)低。在 20世紀(jì) 50年代中期出現(xiàn)了半導(dǎo)體應(yīng)變片制成的壓阻式傳感器，其靈敏系數(shù)比金屬電阻式傳感器高幾十倍，而且具有體積小、分辨率高、工作頻帶寬、機(jī)械遲滯小、傳感器與測量電路可實(shí)現(xiàn)一體化等優(yōu)點(diǎn)。 46 2022/5/24 1. 壓阻式傳感器工作原理 ?當(dāng)單晶半導(dǎo)體材料在在沿某一軸向受外力作用時(shí)，其電阻率發(fā)生很大變化，這一現(xiàn)象稱半導(dǎo)體的 壓阻效應(yīng) 。壓阻式傳感器就是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)原理工作的。當(dāng)對半導(dǎo)體材料施加應(yīng)力作用時(shí)，半導(dǎo)體材料的電阻率將隨著應(yīng)力的變化而發(fā)生變化，因此它也屬于一種電阻式傳感器。 ?前面介紹了金屬導(dǎo)體材料在受到外界力作用時(shí)，導(dǎo)致其電阻值變化，其電阻變化率由式 (33)給出，即： ( 1 2 )RR ??? ???? ? ?47 2022/5/24 1. 壓阻式傳感器工作原理 ?其中 Δρ/ρ一項(xiàng)很小，即電阻率的變化很小，因而可以忽略不計(jì)，所以 金屬電阻應(yīng)變片的電阻的變化主要由金屬材料的幾何尺寸所決定 。但對于半導(dǎo)體材料而言，情況正好相反，由材料幾何尺寸變化而引起電阻的變化很小，可忽略不計(jì)，而 Δρ/ρ一項(xiàng)很大，也就是說， 半導(dǎo)體材料電阻的變化主要由半導(dǎo)體材料電阻率的變化所造成的 ，這就是壓阻式傳感器的工作原理。 ?壓阻式傳感器電阻的變化一般可表示為： RR? ???????R EKR ? ? ? ? ?? ? ? ?由于彈性模量 E=σ /ε ：故上式又可以表示為： 48 2022/5/24 2. 壓阻式傳感器的構(gòu)成 ?圖 38所示為壓阻式傳感器的結(jié)構(gòu)框圖。彈性敏感元件將被測量 Δ x轉(zhuǎn)換成為中間變量 σ ，壓阻式變換器將其轉(zhuǎn)換成電阻的變化量 Δ R。 彈 性 元 件 壓 阻 式變 換 器x? ? R?被測量 中間變量 圖 38 壓阻式傳感器框圖 49 2022/5/24 擴(kuò)散型壓阻式傳感器的結(jié)構(gòu)圖 50 2022/5/24 51 2022/5/24 52 2022/5/24 53 2022/5/24 54 2022/5/24 55 2022/5/24 56 2022/5/24 57 2022/5/24 電阻式壓力傳感器的驅(qū)動及測量電路 ?1. 驅(qū)動方式 電阻式壓力傳感器屬于 無源傳感器 ，工作時(shí)需要外加驅(qū)動電源，其驅(qū)動方式分為恒流驅(qū)動與恒壓驅(qū)動兩種。 ?（ 1）恒流驅(qū)動方式 ?（ 2）恒壓驅(qū)動方式 58 2022/5/24 59 2022/5/24 60 2022/5/24 61 2022/5/24 ?2. 電橋測量電路 ?電阻式壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電阻的相對變化 ΔR/R ，為了便于進(jìn)行測量，還必須經(jīng)過測量電路將這種電阻的變化進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號。電阻式壓力傳感器常用的測量電路是電橋。 ?電橋測量電路具有測量精度高、