電阻應(yīng)變式傳感器

　　1.1　電阻應(yīng)變式傳感器定義

　　被測的動態(tài)壓力作用在彈性敏感元件上，使它產(chǎn)生變形，在其變形的部位粘貼有電阻應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片感受動態(tài)壓力的變化，按這種原理設(shè)計(jì)的傳感器稱為電阻應(yīng)變式壓力傳感器。              

　　1.2　電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理

　　電阻應(yīng)變式傳感器所粘貼的金屬電阻應(yīng)變片主要有絲式應(yīng)變片與箔式應(yīng)變片。

箔式應(yīng)變片是以厚度為0.002——0.008mm的金屬箔片作為敏感柵材料，，箔柵寬度為0.003——0.008mm。絲式應(yīng)變片是由一根具有高電阻系數(shù)的電阻絲(直徑0．015--0．05mm)，平行地排成柵形(一般2——40條)，電阻值60——200 Ω，通常為120 Ω，牢貼在薄紙片上，電阻紙兩端焊有引出線，表面覆一層薄紙，即制成了紙基的電阻絲式應(yīng)變片。測量時(shí)，用特制的膠水將金屬電阻應(yīng)變片粘貼于待測的彈性敏感元件表面上，彈性敏感元件隨著動態(tài)壓力而產(chǎn)生變形時(shí)，電阻片也跟隨變形。如下圖所示。B為柵寬，L為基長。

　　材料的電阻變化率由下式?jīng)Q定：

　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）

　　式中；

　
　　由材料力學(xué)知識得；

　　
　　式中K對于確定購金屬材料在一定的范圍內(nèi)為一常數(shù)，將微分dR、dL改寫成增量ΔR、ΔL,可得

　　由式(2)可知，當(dāng)彈性敏感元件受到動態(tài)壓力作用后隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變形ε,而形應(yīng)變值可由絲式應(yīng)變片或箔式應(yīng)變片測出，從而得到了ΔR的變化，也就得到了動態(tài)壓力的變化，基于這種應(yīng)變效應(yīng)的原理實(shí)現(xiàn)了動態(tài)壓力的測量。

　　1.3　電阻應(yīng)變式傳感器的分類及特點(diǎn)

　　測低壓用的膜片式壓力傳感器

　　常用的電阻應(yīng)變式壓力傳感器包括測中壓用的膜片——應(yīng)變筒式壓力傳感器

　　測高壓用的應(yīng)變筒式壓力傳感器

　　1.3.1膜片——應(yīng)變筒式壓力傳感器的特點(diǎn)

　　該傳感器的特點(diǎn)是具有較高的強(qiáng)度和抗沖擊穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的靜態(tài)特性、動態(tài)特性和較高的自震頻率，可達(dá)30khz以上，測量的上限壓力可達(dá)到9.6mpa。適于測量高頻脈動壓力，又加上強(qiáng)制水冷卻。也適于高溫下的動態(tài)壓力測量，如火箭發(fā)動機(jī)的壓力測量，內(nèi)燃機(jī)、壓氣機(jī)等的壓力測量。

　　1.3.2  膜片式應(yīng)變壓力傳咸器的特點(diǎn)

　　A  這種膜片式應(yīng)變壓力傳感器不宜測量較大的壓力，當(dāng)變形大時(shí)，非線性較大。但小壓力測量中由于變形很小，非線性誤差可小于0.5％，同時(shí)又有較高的靈敏度，因此在沖擊波的測量中，國內(nèi)外都用過這種膜片式壓力傳感器。

　　
　　B  這種傳感器與膜片—應(yīng)變筒式壓力傳感器相比，自振頻率較低，因此在低壓高頻測量中，應(yīng)嚴(yán)防沖擊壓力頻率與膜片自頓頻率相接近，否則臺帶來嚴(yán)重的波形與壓力值的失真與偏低。

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