《传感器技术及应用》课程PPT教学课件（讲稿）第二章 电阻传感器（1/3）第一节 电阻应变式传感器

第二章 电阻传感器 本章学习内容：电阻式传感器的原理及应用。 工作原理： (一)物理原理 物理效应( 定性描述)； 物理公式（定量描述） 。 (二)电路原理 测量转换电路 应用：1、应用领域； 2、应用特点及技术。 2024/15/16

2024/5/16 1 第二章 电阻传感器 本章学习内容：电阻式传感器的原理及应用。 工作原理： （一）物理原理 物理效应（定性描述）； 物理公式（定量描述）。 （二）电路原理 测量转换电路 应用：1、应用领域； 2、应用特点及技术

第一节 电阻应变式传感器 物理效应： 导体或半导体材料在外界力的作用 下，会产生机械变形，其电阻值也将随 着发生变化，这种现象称为应变效应。 2024/5/16 2

2024/5/16 2 第一节 电阻应变式传感器 物理效应： 导体或半导体材料在外界力的作用 下，会产生机械变形，其电阻值也将随 着发生变化，这种现象称为应变效应

一、 应变片的工作原理 金属丝受拉时，变长、变小，导致变大。 机械工业出版社 http://www.cmpbook.com

2024/5/16 3 一、应变片的工作原理 金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大

R=p=, 实验证明，电阻丝及应变片的电阻相对变化量△R/ R与材料力学中的轴向应变ε的关系在很大范围内是 线性的，即 △R (2-1) R 《一电阻应变片的灵敏度 2024/5/16

2024/5/16 4 实验证明，电阻丝及应变片的电阻相对变化量R  R与材料力学中的轴向应变 x的关系在很大范围内是 线性的，即 2 l l R A r    = = x 2-1 ( ) R K R   = K—电阻应变片的灵敏度

由材料力学可知，6=F/(AE),所以△RR又 可表示为 AR-kF (2-2) 2024/15/16 5

2024/5/16 5 由材料力学可知，x =F /（AE），所以R /R又 可表示为 2-2 ( ) R F K R AE  =

二、应变片的种类与结构 应变片可分为金属应变片及半导体应变 片两大类。前者可分成金属丝式、箔式、薄膜 式三种。目前箔式应变片应用较多。 2024/5/16 6

2024/5/16 6 二、应变片的种类与结构 应变片可分为金属应变片及半导体应变 片两大类。前者可分成金属丝式、箔式、薄膜 式三种。目前箔式应变片应用较多

箔式应变片的外形 2024/5/16

2024/5/16 7 箔式应变片的外形

保护层 金属电阻应变丝 引线 半导体应变片及金属 丝式应变片的结构 金属丝式应变片的 内部结构 基体 半导体应变片 外形 1叫传感元件2、4-基底3-引线 2024/5/16 8

2024/5/16 8 半导体应变片及金属 丝式应变片的结构 半导体应变片 外形 金属丝式应变片的 内部结构 传感元件

应变片主要性能指标举例 应变片主要技术指标 电阻值( 电阻温度系数 极限工作温度 最大工作电流 参数名称 G 灵敏度 (1C) C mA PZ-120型 120 1.92.1 20x10-6 -10~40 0 PJ-120型 120 1.92.1 20x10-6 -10~40 2 BX-200型 200 1.92.2 —① 3060 5 BA-120型 120 1.92.2 一 -30-200 BB-350型 350 1.92.2 -30170 2 PBD-1K型 1000+10% 140±5% <0.4% <60 15 PBD-120型 120+10% 120±5% <02% 60 25 ①可根据被粘贴材料的线膨张系数进行自补偿加工，以下同。 上表中，哪几个型号是半导体应变片？ 依据是什么？ 2024/5/16 9

2024/5/16 9 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？

应变片的粘贴： 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。 2024/5/16 10

2024/5/16 10 应变片的粘贴： 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