電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理及具有什么特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)？

電阻應(yīng)變式傳感器將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過這篇文章，小編希望大家可以對(duì)它的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、電阻應(yīng)變式傳感器及其工作原理

電阻應(yīng)變式傳感器是一種用金屬?gòu)椥泽w將力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的功能元件，一般由電阻應(yīng)變計(jì)、彈性體、傳輸電路三部分組成。它是通過安裝在彈性體敏感表面的電阻應(yīng)變計(jì)組成的惠斯通電橋電路，在外加電源的激勵(lì)下，實(shí)現(xiàn)“力—應(yīng)變—電阻—電信號(hào)變化”四個(gè)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化的一種力敏傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器基本工作原理是彈性體的彈性虎克定律、電阻應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變-電阻效應(yīng)和惠斯通電橋原理。

電阻應(yīng)變式壓力傳感器是由電阻應(yīng)變片組成的測(cè)星電路和彈性敏感元件組合起來的傳感器。當(dāng)彈性敏感元件受到壓力作用時(shí)，將產(chǎn)生應(yīng)變，粘貼在表面的電阻應(yīng)變片也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變，表現(xiàn)為電阻值的變化。這樣彈性體的變形轉(zhuǎn)化為電阻應(yīng)變片阻值的變化。把4個(gè)電阻應(yīng)變片按照橋路方式連接，兩輸入端施加一定的電壓值，兩輸出端輸出的共模電壓隨著橋路上電阻阻值的變化增加或者減小。一般這種變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系具有近似線性的關(guān)系。找到壓力變化和輸出共模電壓變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就可以通過測(cè)量共模電壓得到壓力值。

電阻應(yīng)變式傳感器的基本原理是：當(dāng)被測(cè)件受到外力或者壓力后，會(huì)發(fā)生形變。這個(gè)形變導(dǎo)致了傳感器內(nèi)部電阻值的改變，因此轉(zhuǎn)化為了電信號(hào)輸出。

這種電阻值的變化稱為“應(yīng)變”，因此傳感器的名稱也由此而來。

二、電阻應(yīng)變式傳感器特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)

電阻應(yīng)變式傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn)：

1、分辨力高，能測(cè)出極微小的應(yīng)變;

2、誤差較小，一般小于1%;

3、尺寸小、重量輕。

4、測(cè)量范圍大，從彈性變形一直可測(cè)至塑性變形(1-2%)，最大可達(dá)20%;

5、既可測(cè)靜態(tài)，也可測(cè)快速交變應(yīng)力;

6、具有電氣測(cè)量的一切優(yōu)點(diǎn)，如測(cè)量結(jié)果便于傳送、記錄和處理;

7、能在各種嚴(yán)酷環(huán)境中工作。如從宇宙真空至數(shù)千個(gè)大氣壓;從接近絕對(duì)零度低溫至近1000℃高溫;離心加速度可達(dá)數(shù)十萬個(gè)“g”;在振動(dòng)、磁場(chǎng)、放射性、化學(xué)腐蝕等條件下，只要采取適當(dāng)措施，亦能可靠地工作;

8、價(jià)格低廉、品種多樣，便于選擇和大量使用。如：電子秤行業(yè)中稱重傳感器上的應(yīng)用，測(cè)力設(shè)備上的應(yīng)用等。

三、電阻應(yīng)變式傳感器分類

常用的電阻應(yīng)變式壓力傳感器包括：測(cè)低壓用的膜片式壓力傳感器、測(cè)中壓用的膜片——應(yīng)變筒式壓力傳感器、測(cè)高壓用的應(yīng)變筒式壓力傳感器。

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(dòng)態(tài)特性和較高的自震頻率，可達(dá)30khz以上，測(cè)量的上限壓力可達(dá)到9.6mpa。適于測(cè)量高頻脈動(dòng)壓力，又加上強(qiáng)制水冷卻。也適于高溫下的動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量，如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力測(cè)量，內(nèi)燃機(jī)、壓氣機(jī)等的壓力測(cè)量。

膜片式應(yīng)變壓力傳感器的特點(diǎn) ：

膜片式應(yīng)變壓力傳感器不宜測(cè)量較大的壓力，當(dāng)變形大時(shí)，非線性較大。但小壓力測(cè)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(cè)量中，國(guó)內(nèi)外都用過這種膜片式壓力傳感器。

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(cè)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(tái)帶來嚴(yán)重的波形與壓力值的失真與偏低。

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