电阻式传感器应变式电阻传感器电阻应变片的发展历史第三章应变式传感器第三章应变式传感器应变式传感器的核心元件：电阻应变片，试件上的应力变化转换成电阻变化。若电阻丝是圆形的，则A=πr²,对r微分得dA=2πrdr，则§3.1电阻应变片的工作原理§3.1电阻应变片的工作原理§3.1电阻应变片的工作原理半导体应变片又称为压阻式传感器。基于半导体材料的压阻效应而制成的一种纯电阻性元件。实验证明πlE比1+2μ大近百倍，所以1+2μ可以忽略，因而半导体应变片的灵敏系数：第三章应变式传感器金属应变片：丝式箔式薄膜式利用光刻、腐蚀等工艺制成一种很薄的金属箔栅，厚度一般在0.003~0.010mm，粘贴在基片上，上面再覆盖一层薄膜而制成。优点：表面积和截面积之比大，散热条件好，允许通过的电流较大，可制成各种需要的形状，便于批量生产。金属薄膜应变片是采用真空蒸镀或溅射式阴极扩散等方法，在薄的基底材料上制成一层金属电阻材料薄膜以形成应变片。特点：这种应变片有较高的灵敏度系数，允许电流密度大，工作温度范围较广。§3.2电阻应变片的种类1、体型半导体应变片半导体材料硅或锗晶体按一定方向切割成片状小条，经腐蚀压焊粘贴在基片上制成。通过薄膜制备技术，在带有绝缘层的试件上沉积半导体材料薄膜而制成。P型杂质扩散到N型硅单晶基底上，形成一层极薄的P型导电层，再通过超声波和热压焊法接上引出线就形成了扩散型半导体应变片。第三章应变式传感器一、弹性敏感元件的基本特性二、电阻应变片的灵敏系数三、电阻应变片的横向效应四、电阻应变片的机械滞后、零漂及蠕变五、电阻应变片的应变极限六、电阻应变片的电阻值、绝缘电阻和最大工作电流七、电阻应变片的动态特性八、电阻应变片的温度误差变形：物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象。弹性变形：当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状。弹性元件：具有弹性变形特性的物体。定义：弹性元件单位变形下所需要的力，用C表示。刚度是弹性元件受外力作用下变形大小的量度，数学表达式为定义：通常用刚度的倒数来表示弹性元件的特性，称为弹性元件的灵敏度，一般用S表示，数学表达式为一、弹性敏感元件的基本特性二、电阻应变片的灵敏系数三、电阻应变片的横向效应四、电阻应变片的机械滞后、零漂及蠕变五、电阻应变片的应变极限六、电阻应变片的电阻值、绝缘电阻和最大工作电流七、电阻应变片的动态特性八、电阻应变片的温度误差应变片敏感材料—金属或半导体的电阻相对变化与应变之间具有线性关系，用灵敏度系数KS表示：测量结果表明，应变片的灵敏系数一般小于敏感材料的灵敏度系数。一、弹性敏感元件的基本特性二、电阻应变片的灵敏系数三、电阻应变片的横向效应四、电阻应变片的机械滞后、零漂及蠕变五、电阻应变片的应变极限六、电阻应变片的电阻值、绝缘电阻和最大工作电流七、电阻应变片的动态特性八、电阻应变片的温度误差应变片敏感栅的两端为半圆弧形的横栅，测量应变时，构件的轴向应变使敏感栅电阻发生变化，而其横向应变也使敏感栅半圆弧部分的电阻发生变化。一、弹性敏感元件的基本特性二、电阻应变片的灵敏系数三、电阻应变片的横向效应四、电阻应变片的机械滞后、零漂及蠕变五、电阻应变片的应变极限六、电阻应变片的电阻值、绝缘电阻和最大工作电流七、电阻应变片的动态特性八、电阻应变片的温度误差机械滞后产生原因：（1）应变片在承受机械应变后的残余变形，使敏感栅电阻发生少量不可逆变化；（2）在制造或粘贴应变片时，敏感栅受到的不适当的变形或粘结剂固化不充分等。2、零点漂移对于粘贴好的应变片，当温度恒定时，不承受应变时，其电阻值随时间增加而变化的特性，称为应变片的零点漂移。一、弹性敏感元件的基本特性二、电阻应变片的灵敏系数三、电阻应变片的横向效应四、电阻应变片的机械滞后、零漂及蠕变五、电阻应变片的应变极限六、电阻应变片的电阻值、绝缘电阻和最大工作电流七、电阻应变片的动态特性八、电阻应变片的温度误差应变极限：在一定温度下，应变片的指示应变对测试值的真实应变的相对误差不超过规定范围（一般为10%）时的最大真实应变值。一、弹性敏感元件的基本特性二、电阻应变片的灵敏系数三、电阻应变片的横向效应四、电阻应变片的机械滞后、零漂及蠕变五、电阻应变片的应变极限六、电阻应变片的电阻值、绝缘电阻和最大工作电流七、电阻应变片的动态特性八、电阻应变片的温度误差1、电阻值应变片的电阻值是指应变片没有粘贴且未受应变时，在室温下测定的电阻值，即初始电阻值。金属电阻应变片的电阻值已标准化，有一定的系列，如60Ω、120Ω、250Ω、350Ω和1000Ω，其中以120Ω最为常用。§3.3电阻应变片的主要特性一、弹性敏感元件的基本特性二、