万用表/多用表电流表/钳形电流表电压表电源电能表校验装置无功功率表功率表电桥电能质量分析仪功率因数表电能(度)表介质损耗测试仪试验变压器频率表相位表同步指示器电阻表(阻抗表)电导表磁通表外附分流器 更多>>
流量检测仪表物位检测仪表记录/显示仪表机械量检测仪表温度检测仪表执行器显示控制仪表压力检测仪表过(流)程分析/控制仪表过程仪表阀门透视仪工业酸度计溶氧仪超声界面计校验仪仿真器其他工业自动化仪表 更多>>
检漏仪电火花检测(漏)仪超声检测仪其它探伤仪金属探测仪涂层检测仪其它硬度计测振仪频闪仪动平衡仪涂层测厚仪超声波测厚仪橡胶塑料测厚仪壁厚测厚仪塑料薄膜片测厚仪镀层测厚仪其它测厚仪维氏硬度计洛氏硬度计布氏硬度计 更多>>
类别:工作原理 发布于:2021-10-28 09:28:17 | 5570 次阅读
应变电阻传感器是以电阻应变计为转换元件,将非电量如:力、压力、位移、加速度、扭矩等参数转换为电量的电阻式传感器。它是实现测试和自动控制的首要环节,常用的应变电阻传感器有应变式测力传感器、应变式压力传感器、应变式扭矩传感器等。
应变电阻传感器的工作原理是基于电阻应变效应原理。用金属电阻丝制作成电阻应变片,将其粘贴在弹性体上。测量时,当弹性体受力变形时,应变片的敏感栅也随同变形,其电阻值发生相应变化,通过转换电路转换为电压或电流的变化。
电阻应变效应:
一段金属电阻丝长度为L,横截面为S,电阻率记作ρ,材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时,它的电阻值为:
R = ρL/S(Ω)
其中:L-金属导线长度 S-金属导线横截面积 ρ-电导率(不同材料电阻率不同)
当金属导线两端受拉力F伸长变形。设其伸长ΔL,横截面积则缩小,它的截面圆半径减少Δr。金属电阻丝在变形后,电阻率也会有所改变,这种现象称为电阻应变效应。
将变形后电导率记作Δρ,对式(2-1)求全微分,即求出电阻丝伸长后,其电阻值改变了多少。我们有;
ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S CΔSρL/S2 (2-2) 用式(2-1)去除式(2-2)得到
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L C ΔS/S (2-3) 另外,我们知道导线的横截面积 S =πr2,则 Δs = 2πr*Δr,所以;
ΔS/S = 2Δr/r (2-4)
从材料力学我们知道: Δr/r = -μΔL/L (2-5)
其中,负号表示伸长时,半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。把式(2-4)(2-5)代入(2-3)。
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L =(1 + 2μ(Δρ/ρ)/(ΔL/L))*ΔL/L = K *ΔL/L (2-6)
其中:K = 1 + 2μ +(Δρ/ρ)/(ΔL/L) (2-7)
在材料力学中ΔL/L称作为应变,记作ε,用它来表示弹性往往显得太大,常常把它的百万分之一作为单位,记作με。
这样,式(2-6)常写作:
ΔR/R = Kε
式(2-6))说明了电阻应变片的电阻变化率和电阻丝伸长率之间的关系。
结论:
1、当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化。
2、金属丝受外力作用而伸长时,长度增加,而截面积减少,电阻值会增大。
3、当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小,而截面增加,电阻值会减小。
4、阻值变化通常较小。
上一篇:氧气传感器的工作原理
下一篇:光栅线位移传感器工作原理
凡本网注明“出处:维库仪器仪表网”的所有作品,版权均属于维库仪器仪表网,转载请必须注明维库仪器仪表网,http://www.hi1718.com,违反者本网将追究相关法律责任。
本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。