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1、1.電 阻 應(yīng) 變 片 原 理2.應(yīng) 變 片 的 種 類 、 材 料 及 粘 貼3.金 屬 應(yīng) 變 片 的 主 要 特 性 4.應(yīng) 變 片 測 量 電 路 5.應(yīng) 變 式 傳 感 器 的 應(yīng) 用 各種電子秤廣 泛 應(yīng) 用 于 高 精 度 電 子 汽 車 衡 動態(tài)電子秤電子天平 機械秤包裝機吊秤 應(yīng) 變 式 傳 感 器 作 為 測 力 的 主 要 傳 感 器 ， 測 力范 圍 小 到 肌 肉 纖 維 ， 大 到 登 月 火 箭 ， 精 確 度 可到 0.010.1%。 特 點 :結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 精 度 高 、 測 量 范 圍 廣 、 體 積 小 、 特性 好 。是 目 前 測 量 力 、 力

2、 矩 、 壓 力 、 加 速 度 等 物 理 量應(yīng) 用 最 廣 泛 的 傳 感 器 之 一 。 下 面 以 金 屬 絲 應(yīng) 變 片 為 例 ， 介 紹 它 的 應(yīng) 變 效應(yīng) 。 一 根 金 屬 絲 長 度 為 L， 截 面 積 為 A ， 電 阻率 為 其 電 阻 R為 ：LR A 2L LdR dL d dAA A A dR dL d dAR L A 2A rr 2dA rdr 22 2dA rdr drA r r LR A 2d R d L d d rR L r xd LL yd rr y x (1 2 ) xdR dR (1 2 )dR R dK 1 2K 1 2 d d (1 2 )d

3、R R dK 應(yīng) 變 是 表 征 物 體 受 外 力 作 用 時 產(chǎn) 生 相 對 變 形 大 、小 的 無 量 綱 物 理 量 。 設(shè) 物 體 原 長 為 L受 力 后 產(chǎn) 生 L的 形 變 ， 相 應(yīng) 的 應(yīng) 變 為 。 v 半 導(dǎo) 體 應(yīng) 變 片 又 稱 壓 阻 式 傳 感 器 優(yōu) 點 ： 靈 敏 度 高 、 耗 電 少 、 有 正 負(fù) 兩 種 應(yīng) 力 效 應(yīng) 。 缺 點 ： 受 溫 度 影 響 較 大 。 l 半 導(dǎo) 體 材 料 的 靈 敏 系 數(shù) 主 要 由 壓 阻 效 應(yīng) 引 起 的 電 阻 率 的 變 化 ； 靈 敏 系 數(shù) 遠(yuǎn) 大 于 金 屬 應(yīng) 變 片 的 靈 敏 系 數(shù) 。

4、1 2K E 對 半 導(dǎo) 體 / 1 2 /R R K 已 知 受 力 引 起 的 電 阻 變 化 為 ： 橫 截 面 積 為 A的 物 體 （ 金 屬 絲 ） 受 到 外 力 F的 作 用 ，并 處 于 平 衡 狀 態(tài) 時 ， 物 體 在 單 位 面 積 上 引 起 的 內(nèi) 力 稱 為應(yīng) 力 。 則 =F/A。 0 00 0t g sR RR K tR R 0 0 0 0tt g sRR tK K 應(yīng) 變 片 溫 度 誤 差 。n 因 環(huán) 境 溫 度 的 變 化 t n 應(yīng) 變 片 本 身 的 性 能 參 數(shù) K0 0 00 0tt g sRR tK K 這 種 溫 度 補 償 法 是 利

5、用 自 身 具 有 溫 度 補 償 作 用 的應(yīng) 變 片 , 稱 之 為 溫 度 自 補 償 應(yīng) 變 片 。 溫 度 自 補 償 應(yīng) 變 片 的 工 作 原 理 可 由 t, 要 實 現(xiàn) 溫 度 自 補 償 , 必 須 滿 足 ： 0= -K0（ g-s） 0 00 0t g sR RR K tR R 62 1000 10 0.002R KR 直 流 電 橋 的 平 衡 條 件 負(fù) 載 RL （ 開 路 ） 3 1 4 2 310 1 2 3 4 1 2 3 4( )( )R R R R RRU E ER R R R R R R R 1 4 2 3R R R R 1 2 3 4/ /R R R

6、 R電 橋 平 衡 時 U0=0 相 對 臂 阻 值 乘 積 相 等 相 鄰 臂 阻 值 比 相 等 ( ) LR 0 0U 1 4 2 3R R R R 312 4RRR R 1 1 4 2 30 1 1 2 3 4( )( )( )R R R R RU ER R R R R 1 1 4 2 3 1 4 1 4 2 30 1 1 2 3 4 1 1 2 3 4 4 13 11 4 1 2 41 1 2 3 4 1 1 3( )( )( ) ( )( )( )( )( )( ) (1 )(1 )R R R R R R R R R R RU E ER R R R R R R R R RR RR

7、RR R E ER R RR R R R R R R R 因 為 忽 略 分 母 中 的 ， 設(shè) 橋 臂 比并 考 慮 到 起 始 平 衡 條 件 ， 從 上 面 U0 公 式 可 得 下 式 電 橋 電 壓 靈 敏 度 定 義 為 ： 11RR 21Rn R10 2 1(1 ) RnU E n R 0 211 (1 )u U nK ER nR 4 13 10 1 2 41 1 3( ) ( )(1 ) (1 )R RR RU ER R RR R R 1 1R R 2410 0(1 )udK ndn n 0 211 (1 )u U nK ER nR 0U 10 114 RU E R 14uK

8、E 2(1 )u nK E n 10 11 11 114 1 2RU E RR R 10 2 1(1 ) RnU E n R 1 1 4 2 2 30 1 1 2 2 3 4( ) ( )( )( )R R R R R RU ER R R R R R 1 2R R 1 2 3 4R R R R 10 112 RU E R 01 1 12u UK ERR 11RR 1 2 3 4R R R R 10 1RU E R uK E 1 4 1 30 1 2 41 1 3(1 )(1 )R RR RU ER R RR R R 11RR0U 10 14 REU R1 1 0 0 0 1 11 2 10 0

9、 1 1 121 1 1 2L R RU U U R Rr R R RU U R R R 500065000 10 2 0.01R KR 130K 1000111 21 11L RRr R RR R 111 21 11L RRr R RR R 0 211 (1 )u U nK ER nR RR 0U U 11 1 1 1RZ R jwRC 22 2 2 2RZ R jwR C 3 3Z R 4 4Z R 00 0 1( )2 2Z ZU U Z 012 ZU Z 1 4 2 30 1 2 3 4( )( )Z Z Z ZU U Z Z Z Z 10 11 4 ZU U Z 10 112 ZU

10、U Z 10 1ZU U Z 電 阻 調(diào) 平 橋 路 ：a） 串 聯(lián) 法b） 并 聯(lián) 法電 容 調(diào) 平 橋 中 ；c） 差 動 法d） 阻 容 法 薄 壁 圓 筒 26Flbh E 梁 式 彈 性 元 件 位 移 傳 感 器 1 FE SE 2 1 FSE 將 物 品 重 量 通 過 懸 臂 梁 轉(zhuǎn) 化 結(jié)構(gòu) 變 形 再 通 過 應(yīng) 變 片 轉(zhuǎn) 化 為 電量 輸 出 。 各 種 形 式 梁 26 F lb h E 應(yīng) 變 片 金 屬 絲 拉 長 ， 電 阻 增 加 ， 反 之 減 少 。 應(yīng) 變 傳 感 器 貼 在 試 件 上 的 應(yīng) 變 片 的 電 阻 變 化 率 與 應(yīng)變 成 比 例 。

11、半 導(dǎo) 體 壓 力 傳 感 器 可 獲 得 比 金 屬 大 100倍 以 上 的 電 阻 變 化 。 利 用 應(yīng) 變 的 傳 感 器 重 量 傳 感 器 、 壓 力 傳 感 器 、 粘 度 傳 感 器 等 。 電 橋 電 路 平 衡 條 件 ： R1R4=R2R3； 用 途 ： 求 未 知 電 阻 值 ， 記 錄 電 阻 變 化 率 、 溫 度 補 償 ； 歐 姆 定 律 、 基 爾 霍 夫 定 律 ： 計 算 電 路 電 壓 、 電 流 。 電 阻 式 傳 感 器 的 基 本 原 理 ， 轉(zhuǎn) 換 電 路 。 了 解 不 同 電 阻 式 傳 感 器 的 結(jié) 構(gòu) 、 性 能 、 靈 敏 度 差 別 ； 如 何 通 過 電 阻 式 傳 感 器 測 量 力 、 壓 力 、 應(yīng) 變 、 加 速 度 等 非 電 量 參 數(shù) ； 金 屬 箔 式 應(yīng) 變 片 ： 直 流 單 臂 、 半 橋 、 全 橋 比 較 ； 應(yīng) 用 測 量 電 路 ， 直 流 電 橋 、 交 流 全 橋 。