《机械工程测试技术》课程PPT教学课件（传感器及其应用）项目三、力和压力的检测

传感器及其应用项目一项目三、力与压力的检测单元一电阻应变片测力任务一：认识电阻应变片及弹性敏感元件任务二：通过电子秤实验操作，了解应变片的应用知识巩固单元二压电传感器测力任务一：压电传感器测力应用训练知识巩固返面第一张上一张幻灯片下一张灯片

项目一 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 项目三、力与压力的检测 单元一 电阻应变片测力 任务一：认识电阻应变片及弹性敏感元件 任务二：通过电子秤实验操作，了解应变片的应用 知识巩固 单元二 压电传感器测力 任务一：压电传感器测力应用训练 知识巩固

传感器及其应用项目一项目三、力与压力的检测[项目描述]力普遍存在于日常生活中。在科学研究和工农业生产中，力更是起着重要的作用。在生产过程中，压力检测与调节控制系统的应用非常广泛，例如锅炉蒸汽和水的压力监控：炼油厂减压蒸馏需要的低于大气的真空压力检测：在航空发动机试验研究中，为了研究发动机性能，必须测量过渡态的压力变化：电力系统中油路压力的测量和控制等。对压力监控是保证工艺要求、生产设备和人身安全，实现经济运行所必须的。检测力的传感器主要有电阻应变式传感器、压电式传感器、电容式传感器、压阻式传感器、电感式传感器等，本项目主要介绍电阻应变式和压电式测力传感器返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片

项目一 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 项目三、力与压力的检测 [项目描述] 力普遍存在于日常生活中。在科学研究和工农业生产中，力更是起着 重要的作用。 在生产过程中，压力检测与调节控制系统的应用非常广泛，例如锅炉 蒸汽和水的压力监控；炼油厂减压蒸馏需要的低于大气的真空压力检测;在 航空发动机试验研究中，为了研究发动机性能，必须测量过渡态的压力变 化；电力系统中油路压力的测量和控制等。对压力监控是保证工艺要求、 生产设备和人身安全，实现经济运行所必须的。 检测力的传感器主要有电阻应变式传感器、压电式传感器、电容式传 感器、压阻式传感器、电感式传感器等，本项目主要介绍电阻应变式和压 电式测力传感器

传感器及其应用项目一[技能要点]学会识别一般的电阻应变式传感器、压电式传感器，了解电阻应变式传感器和压电式传感器的基本结构和材料，通过实验掌握电阻应变式传感器的使用方法，掌握电阻应变式传感器测量电路的调试方法。返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片

项目一 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 [技能要点] 学会识别一般的电阻应变式传感器、压电式传 感器，了解电阻应变式传感器和压电式传感器的基 本结构和材料，通过实验掌握电阻应变式传感器的 使用方法，掌握电阻应变式传感器测量电路的调试 方法

传感器及其应用项目一[知识要点]了解电阻应变式传感器、压电式传感器的基本结构、材料，掌握直流电桥的平衡条件及电压灵敏度，熟悉电阻应变片的温度补偿方法。学习电阻应变式、压电式传感器在相关领域的应用。返面第一张上一张灯片下一张幻灯片

项目一 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 [知识要点] 了解电阻应变式传感器、压电式传感器的基本 结构、材料，掌握直流电桥的平衡条件及电压灵敏 度，熟悉电阻应变片的温度补偿方法。学习电阻应 变式、压电式传感器在相关领域的应用

传感器及其应用项目一单元一电阻应变片测力单元目标：通过本训练熟悉电阻应变片的结构和种类，掌握应变片测量力的工作原理，掌握直流电桥的工作原理和有关特性，熟悉电阻应变式传感器测量电路的工作调零和调节灵敏度的方法返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片

项目一 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 单元一 电阻应变片测力 单元目标：通过本训练熟悉电阻应变片的结 构和种类，掌握应变片测量力的工作原理，掌 握直流电桥的工作原理和有关特性，熟悉电阻 应变式传感器测量电路 的工作调零和调节 灵敏度的方法

传感器及其应用项目一任务一：认识应变片及弹性敏感无件电阻应变片（也称应变计或应变片）是电阻应变式传感器的核心元件，它是一种电阻传感器，主要由弹性敏感元件或试件、电阻应变片和测量转换电路组成。它是把应变转换为电阻变化，再用相应的测量电路将电阻转换成电压输出的传感器。利用电阻应变式传感器可以直接测量力，也可以间接测量位移、形变加速度等参数。常用的电阻应变片有电阻丝应变片和半导体应变片两种返面第一一张幻灯片充下一张灯片

项目一 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 任务一：认识应变片及弹性敏感元件 电阻应变片（也称应变计或应变片）是电阻应变 式传感器的核心元件，它是一种电阻传感器，主要由 弹性敏感元件或试件、电阻应变片和测量转换电路组 成。它是把应变转换为电阻变化，再用相应的测量电 路将电阻转换成电压输出的传感器。利用电阻应变式 传感器可以直接测量力，也可以间接测量位移、形变、 加速度等参数。常用的电阻应变片有电阻丝应变片和 半导体应变片两种

传感器及其应用项目一应变效应?电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械形变时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”由电工学可知，金属丝电阻R可用下式表示：r(3-1)R-0-=0>2AT式中 p一电阻率，2-m;中一电阻丝长度，m;电阻丝截面积，m2.返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片

项目一 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 一、应变效应 电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即 导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械形 变时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为 “应变效应”。 由电工学可知，金属丝电阻R可用下式表示： 式中 ρ──电阻率，Ω·m； l──电阻丝长度，m； A──电阻丝截面积，m2。 （3－1）

传感器及其应用项目一当沿金属丝的长度方向施加均匀力时，上式中p、r、I都将发生变化，导致电阻值发生变化。即得到以下结论：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：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，阻值变化通常较小。返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片

项目一 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 当沿金属丝的长度方向施加均匀力时， 上式中ρ、r、l 都将发生变化，导致电阻值 发生变化。即得到以下结论：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；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。 阻值变化通常较小

传感器及其应用项目一活动1:理解应变效应机械工业出版社http://www.cmpbook.com张奶灯片

项目一 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 活动1: 理解应变效应 取一根细电阻丝，两端接上一台3 1/2位数 字式欧姆表（分辨率为1/2000），记下其初 始阻值（  ）。当我们用力将该电阻丝 拉长时，会发现其阻值略有增加为 （ ）。测量应力、应变、力的传感器 就是利用类似的原理制作的

传感器及其应用项目一实验证明，日电阻应变片的电阻应变ER=ARIR与电阻应变片的纵向应变&的关系在很大范围内是线性的，即AR=KEx3EAR式中△RIR一电阻应变片的电阻应变K一电阻丝的灵敏度返面第一张上一张幻灯片下一张幻灯片

项目一 返回第一张 上一张幻灯片 下一张幻灯片 实验证明，电阻应变片的电阻应变 εR=∆R/R与电阻应变片的纵向应变εx的关系 在很大范围内是线性的，即 （3－2） 式中 ∆ R/ R ── 电阻应变片的电阻应变； K ── 电阻丝的灵敏度