电阻应变片的工作原理,电阻式应变片的优缺点
小编:bj03
电阻应变片的工作原理
电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应,即金属导体在外力作用下发生机械变形时,其电阻值随着所受机械变形的变化而发生变化。也就是当试件受力在该处沿电阻丝方向发生线变形时,电阻丝也随着一起变形(伸长或缩短),因而使电阻丝的电阻发生改变(增大或缩小),变化值和应变片粘贴的构件表面的应变成正比,最后通过应变仪的惠斯顿电桥将电阻信号转换成电压信号,再通过应变仪进行放大、滤波、模数转换等就可以显示出应变值,有的在软件里输入弹性模量,可以直接显示应力值,还可以进行应变花计算等功能。
电阻式应变片的优缺点
电阻应变片的工作原理是金属在受力的情况下,截面会发生变化,从而电阻发生变化,通过这个原理,配合应变测试仪和软件,可以测量出被测试物的变形量。
半导体应变片是利用半导体结构形变导致载流子密度变化制成的形变传感器。
电阻应变片的特点是抗批量强度高,应变系数稳定,但是应变系数相比半导体应变片较小,因此应变测试时应变值比较小,对小应变测试,精度没有半导体应变片高。而半导体应变片的优点是灵敏度高,但是受外界因素影响较大。
本人专门从事应变测试工作,有问题的话可以和本人探讨。
电阻丝式半导体应变片的优缺点
电阻应变片的特点是抗批量强度高,应变系数稳定,但是应变系数相比半导体应变片较小,因此应变测试时应变值比较小,对小应变测试,精度没有半导体应变片高。
而半导体应变片的优点是灵敏度高,但是受外界因素影响较大。
应力片工作原理
将应变片贴在被测定物上,使其随着被测定物的应变一起伸缩,这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金,其电阻变化率为常数,与应变成正比例关系。
应变片的横向效应原理
应变片栅宽方向和栅长方向的电阻变化率之比(用百分数表示),作为这批应变片的横向效应系数,用H表示。H一般由实验确定。敏感栅越长,栅越密H值越小。横向效应系数的存在会造成读误差,所以在实际测试中要进行修正。电阻应变片,是由用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。电阻应变片是由Φ=0.02-0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状(或用很薄的金属箔腐蚀成栅状)夹在两层绝缘薄片中(基底)制成。用镀银铜线与应变片丝栅连接,作为电阻片引线。电阻应变片有多种形式,常用的有丝式和箔式。它是由直径为0.02~0.05mm的康铜丝或者镍铬丝绕成栅状(或用很薄的金属箔腐蚀成栅状)夹在两层绝缘薄片(基底)中制成,用镀锡铜线与应变片丝栅连接作为应变片引线,用来连接测量导线。电阻应变片的测量原理为:金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外,还与金属丝的长度,横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上,当构件受力变形时,金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化,进而发生电阻变化。分类:
1、丝绕式用电阻丝盘绕电阻片称为丝绕式电阻片,目前广泛使用的有半圆弯头平绕式,这种电阻片多用纸底和纸盖,价格低廉,适于实验室广泛使用,缺点是精度较差,横向效应系数较大。
2、短接式这种电阻片的制作比较容易,在一排拉直的电阻丝之间,在预定的标距上用较粗的导线相间地造成短路,这种电阻片有用纸底的,也有用胶底的。短路接式电阻片的优点是几何形状比容易于保证,而且横向效应系数近于零。
3、箔式电阻片它是在合金箔(康铜箔或镍铬箔)的一面涂胶形成胶底,然后在箔面上用照相腐蚀成形法制成的,所以几何形状和尺寸非常精密,而且由于电阻丝部分是平而薄的矩形截面,所以粘贴牢固,丝的散热性能好,横向效应系数也较低。
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