第2章 应变片传感器.ppt

第2章 应变片式传感器 电阻应变仪 下图所示的静态应变仪测量范围：±19999με； 分辨率： 1με；电桥电压：直流2.5V； ?应变片：120Ω或其他阻值； 测量点数：8/16点； 2.1 电阻应变片 2.1.1 应变效应 2.1.2 应变片的分类 应变片主要性能指标举例 上表中，哪几个型号是半导体应变片？依据是什么？ 1、去污： 采用手持砂轮工具除去构件表面的油污、漆、锈斑等，并用细纱布交叉打磨出细纹以增加粘贴力 ，用浸有酒精或丙酮的纱布片或脱脂棉球擦洗。 2、贴片： 在应变片的表面和处理过的粘贴表面上，各涂一层均匀的粘贴胶 ，用镊子将应变片放上去，并调好位置，然后盖上塑料薄膜，用手指揉和滚压，排出下面的气泡 。 3、测量 ： 从分开的端子处，预先用万用表测量应变片的电阻，发现端子折断和坏的应变片。 4、焊接：  将引线和端子用烙铁焊接起来，注意不要把端子扯断。 5、固定：  焊接后用胶布将引线和被测对象固定在一起，防止损坏引线和应变片。 2.2 电阻应变片的特性 1.应变片的电阻值(R0) 应变片不受外力作用情况下,于室温条件测定的电阻值(原始电阻值),已标准化.主要有60,120,350,600,1000?等各种规格，其中120 ?为最常使用。 2.绝缘电阻 敏感栅与基底之间电阻值,一般应大于1010 ?。 将金属丝绕成敏感栅构成应变片后，在轴向单向应力作用下，由于敏感栅“横栅段”（圆弧或直线）上的应变状态不同于敏感栅“直线段”上的应变，使应变片敏感栅的电阻变化较相同长度直线金属丝在单向应力作用下的电阻变化小，因此，灵敏系数有所降低，这种现象称为应变片的横向效应。如图2-3所示。 将应变片粘贴在受单向拉伸应力试件时，其电阻相对变化可表示为 (2-10) 当?y=0时，可得轴向灵敏系数 (2-11) 当?x=0时，可得横向灵敏系数 (2-12) 横向灵敏系数与轴向灵敏系数的比值称为横向效应系数 H，H=Ky/ Kx由此式（3-10）可写为 (2-13) 应当指出，制造厂商在标定应变片的灵敏系数K时，是按规定的特定应变场（单向应力场，?=0.285）下进行的，标定出的K值实际上也将横向效应的影响包括在内，只要应变片在实际使用时，符合特定条件（如平面应力状态，或试件的?≠0.285），则会引起一定的横向效应误差，需进行修正。 应变测试中，应变片的指示应变是敏感栅覆盖面积下的轴向平均应变。 ?静态测试时，应变片能正确反映它所处受力试件内各点的应变； ?动态测试时，应变是以应变波的形式沿应变片的敏感栅的长度方向传播，因而应变片反映的平均应变与瞬时应变有一定差异，产生动态误差。 一、受力试件内的应变波为阶跃变化时(图2-4(a))，应变片对其响应如图2-4(b)（理论响应）和图2-4(c)（实际响应）所示。 响应特性用上升时间t r表示 t r =0.8l/v 二、 受力试件内的应变波为正弦变化时，考虑应变波峰值处应变片(红色，长度l0)的响应情况如图2-5所示。 利用频率f、波长?和波速v的关系?＝v/f和n=?/l0 ，可得到应变波的频率与应变片基长的关系： f＝v/nl0 当n=?/l0 =10～20时，?=1.6%～0.4% δ2%时，应变片的响应频率: 2.3 温度误差及补偿 一、应变片温度自补偿 1.单丝自补偿应变片（选择式自补偿应变片） 由(2-21)式知，若使应变片在温度变化Δt时的热输出值为零，必须使 即： 此时温度变化所引起的附加应变?t得到自动补偿（消除） 根据被测试件承受应变的情况，可以不另加专门的补偿块，而是将补偿片贴在被测试件上，这样既能起到温度补偿作用，又能提高输出的灵敏度。具体见下图： 三、热敏电阻电路补偿