应变式传感器的原理与优点

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应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。电阻应变片则是其最常采用的传感元件。它是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。

    电阻应变片一般由敏感栅、基底、引线、盖片等组成。敏感栅由直径为0.01-0.05mm、高电阻系数的细丝弯曲而成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。敏感栅用粘合齐将其固定在基底上。基底的作用应保证将构件上应变准确地传递到敏感栅上去。因此它必须作得很薄，一般为0.03-0.06mm，使它能与试件及敏感栅牢固地粘结在一起。另外它还应有良好的绝缘性能、抗潮性能和耐热性能。基底材料有纸、胶膜、玻璃纤维布等。纸具有柔软、易于粘贴、应变极限大和价格低廉等优点，但耐温耐湿性差，一般工作温度低于70℃下采用。为了提高耐湿耐久性和使用温度，可浸以酚醛树脂类粘合剂使用温度可提高至180℃，且时间稳定性好，适用于测力等传感器使用。胶膜基底是由环氧树脂、酚醛树脂、聚脂树脂和聚酰亚胺等有机粘合剂制成的薄膜，胶膜基底具有比纸更好的柔性、耐湿性和耐久性，且使用温度可达100-300℃。玻璃纤维布能耐400-450℃高温，多用做中温或高温应变片基底。引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接，一般由0.1-0.2mm低阻镀锡铜丝制成，并与敏感栅两输出端相焊接。
    在测试时，将应变片用粘合剂牢固地粘贴在被测试件的表面上，随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的变形，从而使其电阻随之发生变化，而此电阻变化是与试件应变成比例的，因此如果通过一定测量线路将这种电阻变化转换为电压或电流变化，然后再用显示记录仪表将其显示记录下来，就能知道被测试件应变量的大小。
    应变片式压力传感器是应变式传感器的一种，其通过粘结在弹性元件上的应变片的阻值变化来测量压力值的。当被测压力传递到粘贴有电阻应变片的膜片、弹性梁或应变管后，使之产生变形，则由电阻应变片组成的电桥有不平衡电压输出，该电压与作用在压力传感器上的被测压力成正比。具有精度高、体积小、重量轻、测量范围宽、固有频率高、动态响应快等优点，同时耐振动、抗冲击性能良好。但输出信号较小，受温度影响较大。

    应变式传感器具有很多优点：
1、分辨力高，能测出极微小的应变；
2、误差较小，一般小于1%；
3、尺寸小、重量轻。
4、测量范围大，从弹性变形一直可测至塑性变形（1-2%），最大可达20%；
5、既可测静态，也可测快速交变应力；
6、具有电气测量的一切优点，如测量结果便于传送、记录和处理；
7、能在各种严酷环境中工作。如从宇宙真空至数千个大气压；从接近绝对零度低温至近1000℃高温；离心加速度可达数十万个“g”；在振动、磁场、放射性、化学腐蚀等条件下，只要采取适当措施，亦能可靠地工作；
8、价格低廉、品种多样，便于选择和大量使用。如：电子秤行业中称重传感器上的应用，测力设备上的应用等。更多传感器相关文章请访问沧正传感http://www.cazsensor.com