【正文】 保持常數(shù)； ② ρ值大 ， 即在同樣長度 、 同樣橫截面積的電阻絲中具有較大的電阻值； ③ 電阻溫度系數(shù)小 ， 否則因環(huán)境溫度變化也會(huì)改變其阻值； ④ 與銅線的焊接性能好 ， 與其它金屬的接觸電勢(shì)??； ⑤ 機(jī)械強(qiáng)度高， 具有優(yōu)良的機(jī)械加工性能。 粘貼工藝包括被測(cè)件粘貼表面處理 、 貼片位置確定 、 涂底膠 、 貼片 、 干燥固化 、 貼片質(zhì)量檢查 、 引線的焊接與固定以及防護(hù)與屏蔽等 。 其次 ， 當(dāng)箔材和絲材具有同樣的截面積時(shí) ， 箔材與粘接層的接觸面積比絲材大 ， 使它能更好地和試件共同工作 。這說明欲使電橋平衡，其相鄰兩臂電阻的比值應(yīng)相等，或相對(duì)兩臂電阻的乘積應(yīng)相等。 第 2章 電阻式傳感器 二、電阻應(yīng)變片的溫度誤差及其補(bǔ)償 溫度誤差 用作測(cè)量應(yīng)變的金屬應(yīng)變片，希望其阻值僅隨應(yīng)變變化，而不受其它因素的影響。 ? ? tKtR RR RR R gett??????????? ???????? ???????? ? ???21? ? ttKKR R gettt ??????????? ?? ????第 2章 電阻式傳感器 溫度補(bǔ)償 （ 自補(bǔ)償法和線路補(bǔ)償法 ） ① 單絲自補(bǔ)償應(yīng)變片 單絲自補(bǔ)償應(yīng)變片的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 制造和使用都比較方便 ， 但它必須在具有一定線膨脹系數(shù)材料的試件上使用 ， 否則不能達(dá)到溫度自補(bǔ)償?shù)哪康?。 第 2章 電阻式傳感器 測(cè)量應(yīng)變時(shí) ， 使用兩個(gè)應(yīng)變片 ，一片貼在被測(cè)試件的表面 ， 圖中 R1稱為工作應(yīng)變片 。 為達(dá)到完全補(bǔ)償 ， 需滿足下列三個(gè)條件： ① R1和 R2須屬于同一批號(hào)的 ， 即它們的電阻溫度系數(shù) α、 線膨脹系數(shù) β、 應(yīng)變靈敏系數(shù) K都相同 ， 兩片的初始電阻值也要求相同； ② 用于粘貼補(bǔ)償片的構(gòu)件和粘貼工作片的試件二者材料必須相同 ， 即要求兩者線膨脹系數(shù)相等； ③兩應(yīng)變片處于同一溫度環(huán)境中。 其主要用途是作為各種電子稱與材料試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力元件 、 發(fā)動(dòng)機(jī)的推力測(cè)試 、 水壩壩體承載狀況監(jiān)測(cè)等 。 將上兩式聯(lián)立，得到容器內(nèi)感壓膜上面溶液重量與電橋輸 AQKKUo)( 21 ?? 上式表明 ， 電橋輸出電壓與柱式容器內(nèi)感壓膜上面溶液的重量成線性關(guān)系 ， 因此用此種方法可以測(cè)量容器內(nèi)儲(chǔ)存的溶液重量 。 應(yīng)變片加速度傳感器不適用于頻率較高的振動(dòng)和沖擊場(chǎng)合 ， 一般適用頻率為 10~60 Hz范圍 。 其基本工作原理是：物體運(yùn)動(dòng)的加速度與作用在它上面的力成正比 ， 與物體的質(zhì)量成反比 ， 即 a=F/m。 第四節(jié) 電阻傳感器應(yīng)用 第 2章 電阻式傳感器 2. 柱 （ 筒 ） 式力傳感器 圖 （ a） 、 （ b） 分別為柱式 、 筒式力傳感器 ， 應(yīng)變片粘貼在彈性體外壁應(yīng)力分布均勻的中間部分 ， 對(duì)稱地粘貼多片 ， 電橋連線時(shí)考慮盡量減小載荷偏心和彎矩影響 ， 貼片在圓柱面上的展開位置及其在橋路中的連接如圖 （ c） 、 （ d） 所示 ， R1和 R3串接 ， R2和 R4串接 ， 并置于橋路對(duì)臂上 ， 以減小彎矩影響 ， 橫向貼片 R5和 R7串接 ， R6和 R8串接 ， 作溫度補(bǔ)償用 ， 接于另兩個(gè)橋臂上 。 圖 (a)為一個(gè)梁受彎曲應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變片 R1和 R2的變形方向相反，上面受拉，下面受壓，應(yīng)變絕對(duì)值相等，符號(hào)相反，將它們接入電橋的相鄰臂后，可使輸出電壓增加一倍。 在工作過程中補(bǔ)償塊不承受應(yīng)變 ， 僅隨溫度發(fā)生變形 。 在選擇應(yīng)變片時(shí) ， 若應(yīng)變片的敏感柵是用單一的合金絲制成 ， 并使其電阻溫度系數(shù) 和線膨脹系數(shù) 滿足上式的條件 ， 即可實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償 。由于環(huán)境溫度變化引起的電阻變化與試件應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎有相同的數(shù)量級(jí)，從而產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差，稱為應(yīng)變片的溫度誤差，又稱熱輸出。 非線性誤差及其補(bǔ)償方法 上面的分析過程中略去分母中的 ΔR1/R1項(xiàng)，電橋輸出電壓與電阻相對(duì)變化成正比的理想情況下得到的，實(shí)際情況則應(yīng)按下式計(jì)算， 即 )1(111110nRRnRRnEU????????? ?????第 2章 電阻式傳感器 與 ΔR1/R1的關(guān)系是非線性的，非線性誤差為 0U39。 ② 箔材表面積大 ， 散熱條件好 ， 故允許通過較大電流 ， 因而可以輸出較大信號(hào) ， 提高了測(cè)量靈敏度 。 可見 ， 選擇粘結(jié)劑和正確的粘結(jié)工藝與應(yīng)變片的測(cè)量精度有著極重要的關(guān)系 。 50 106/℃ 的范圍內(nèi)；康銅的加工性能好 ， 易于焊接 ， 因而國內(nèi)外多以康銅作為應(yīng)變絲材料 。使用金屬應(yīng)變片時(shí)，也需用粘結(jié)劑將應(yīng)變片基底粘貼在構(gòu)件表面某個(gè)方向和位置上。 對(duì)敏感柵的材料的要求： ① 應(yīng)變靈敏系數(shù)大 ， 并在所測(cè)應(yīng)變范圍內(nèi)保持為常數(shù)； ② 電阻率高而穩(wěn)定 ， 以便于制造小柵長的應(yīng)變片； ③ 電阻溫度系數(shù)要?。? ④ 抗氧化能力高 ， 耐腐蝕性能強(qiáng)； ⑤ 在工作溫度范圍內(nèi)能保持足夠的抗拉強(qiáng)度； ⑥ 加工性能良好 ,易于拉制成絲或軋壓成箔材； ⑦ 易于焊接 ， 對(duì)引線材料的熱電勢(shì)小 。ε 式中： σ——試件的應(yīng)力 。 利用壓阻效應(yīng)制成的傳感器稱為壓阻傳感器或半導(dǎo)體應(yīng)變片。 如果對(duì)電阻絲長度作用均勻應(yīng)力，則 ρ、 L、 A的變化 d ρ、 d L、 d A將引起電阻 d R的變化，可以通過對(duì)上式做全微分求得： dAA LdALdLAdR 2??? ???第 2章 電阻式傳感器 其相對(duì)變化量為： ??dAdAldlRdR ???若電阻絲是圓形的，則 ， r為電阻絲的半徑，對(duì) r 微分得： d A=2πr d r， 則 2rA ??rdrrr d rAdA 222 ?? ??ldlx ??令 為金屬電阻絲的軸向應(yīng)變 第 2章 電阻式傳感器 為徑向應(yīng)變 yrdr ??由材料力學(xué)可知，在彈性范圍內(nèi)，金屬絲受拉力時(shí)，沿軸向伸長， 沿徑向縮短， 那么軸向應(yīng)變和徑向應(yīng)變的