機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)(1)(文件)
【正文】 機自學(xué)院 由材料力學(xué)知，金屬絲徑向相對變形與軸向相對變形之間的關(guān)系： ldlrdr ???l 2r ?——金屬絲材料的泊桑比 上海大學(xué)機自學(xué)院 ? 定義： ??ldlrdr——電阻絲軸向相對變形，稱為 縱向應(yīng)變 —— 電阻絲徑向相對變形，稱為 橫向應(yīng)變 ??drdrldlRdR ??? 2??d —— 電阻絲電阻率相對變化，與電阻絲軸向所受 正應(yīng)力 ?有關(guān)： ?????? Ed ???壓 阻系數(shù)； E材料彈性模量 上海大學(xué)機自學(xué)院 電阻式傳感器 ????? ERdR ??? 2對金屬材料， ?很小，可以忽略不計 ，所以有： ?? )21( ??RdR金屬絲應(yīng)變片： ??drdrldlRdR ??? 2這樣： ? 上海大學(xué)機自學(xué)院 ? 幾個關(guān)系： ? 應(yīng)力 ? ? 應(yīng)變 ? ? 電阻相對變化 dR/R ? 相互關(guān)系： ? ?=E? ? dR/R?（ 1+2?） ? （ dR/R） /?=Sg Sg—— 電阻應(yīng)變片的應(yīng)變系數(shù)，或稱 靈敏度 Sg= （ 1+2?） =常數(shù) Sg=~ ldlrdr ???上海大學(xué)機自學(xué)院 ? 電阻應(yīng)變式傳感器（簡稱電阻應(yīng)變計）組成： ? 用高電阻率的細金屬絲，繞成如下圖所示的柵狀敏感元件 1，用粘結(jié)劑牢固地粘在基底 4之間，敏感元件兩端焊上較粗的引線 3。 上海大學(xué)機自學(xué)院 ? 目前使用的多為金屬箔式應(yīng)變片，其結(jié)構(gòu)見下圖。電阻應(yīng)變效應(yīng)的分析公式也適用于半導(dǎo)體電阻材料。 ? 其最大的缺點是溫度誤差大，故需溫度補償或恒溫條件下使用。 3）靈敏系數(shù)：表示應(yīng)變計變換性能的重要參數(shù)。 2，機械滯后和熱滯后：加載時和卸載時的（ ΔR/R） — ε特性曲線的不重合程度稱為 機械滯后 。 上海大學(xué)機自學(xué)院 ? 3，零漂和蠕變： ? 粘帖在試件上的應(yīng)變片在恒定溫度環(huán)境中，在不承受載荷條件下，電阻值隨時間變化的特性稱為應(yīng)變片的零漂； ? 粘帖在試件上的應(yīng)變片，在恒定溫度環(huán)境和恒定機械應(yīng)變長期作用下，應(yīng)變片反映的應(yīng)變值隨時間變化的特性稱為應(yīng)變片的蠕變。 上海大學(xué)機自學(xué)院 ? 5，應(yīng)變片的動態(tài)特性：當應(yīng)變波在敏感柵方向上傳播時，就會有時間的滯后，對動態(tài)（高頻）測量就會產(chǎn)生誤差。 :在應(yīng)變片基底上擠一小滴 502膠水， 輕輕涂抹均勻，立即放在應(yīng)變貼片位置。 上海大學(xué)機自學(xué)院 （七）電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用 1）直接用來測定結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力 上海大學(xué)機自學(xué)院 上海大學(xué)機自學(xué)院 2）將應(yīng)變片貼于彈性元件上，作為測量力、位移、壓力、加速度等物理參數(shù)的傳感器。 上海大學(xué)機自學(xué)院 電阻式傳感器 上海大學(xué)機自學(xué)院 思考題 1)金屬電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點？應(yīng)如何根據(jù)具體情況選用？ 2)金屬電阻應(yīng)變片應(yīng)力、應(yīng)變與電阻改變的關(guān)系？ 3）半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片應(yīng)力、應(yīng)變與電阻改變的關(guān)系？ 4）應(yīng)變片輸出一般采用什么電路？ 5）通常電阻應(yīng)變片可以測量哪些物理量？ 。 上海大學(xué)機自學(xué)院 電阻式傳感器 上海大學(xué)機自學(xué)院 “S”形彈性元件力傳感器 上海大學(xué)機自學(xué)院 測力環(huán) 上海大學(xué)機自學(xué)院 應(yīng)變式加速度傳感器 上海大學(xué)機自學(xué)院 上海大學(xué)機自學(xué)院 電阻式傳感器 標準產(chǎn)品 上海大學(xué)機自學(xué)院 案例： 橋梁固有頻率測量 電阻式傳感器 上海大學(xué)機自學(xué)院 案例： 電子稱 原理 將物品重量通過懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電量輸出。 ，應(yīng) 大于 500M歐。 小。在長時間測量中，要考慮它們對結(jié)果帶來一定的誤差。 對新粘帖好的應(yīng)變片，通過在正式測量前對試件進行三次以上的加、卸載循環(huán)。實際上，當應(yīng)變較大時，會出現(xiàn)非線性。 電阻式傳感器 1）幾何參數(shù)：表距 L和絲柵寬度 b， 制造廠常用 b L表示。半導(dǎo)體電阻材料的靈敏系數(shù)比金屬絲的要高 50～ 70倍。箔片厚度1—10μm，散熱好，易粘結(jié)，傳遞試件應(yīng)變性能好 上海大學(xué)機自學(xué)院
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