电阻式传感器的应用ppt课件

箔式应变片中的箔栅是金属箔通过光刻、腐蚀等工艺制 成的。箔的材料多为电阻率高、热稳定性好的铜镍合金。箔 式应变片与片基的接触面积大得多，散热条件较好，在长时 间测量时的蠕变较小，一致性较好，适合于大批量生产。还 可以对金属箔式应变片进行适当的热处理，使其线胀系数、 电阻温度系数以及被粘贴的试件的线胀系数三者相互抵消， 从而将温度影响减小到最小的程度，目前广泛用于各种应变 式传感器中。
的称重。
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（三）应变片的结构
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。金属丝式应变片使用最早，有纸基、胶基之分。由于 金属丝式应变片蠕变较大，金属丝易脱胶，有逐渐被箔式所 取代的趋势。但其价格便宜，多用于应变、应力的大批量、 一次性试验。
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外力作用 被测对象表面产生微小机械变形
应变片敏感栅随同变形 电阻值发生相应变化
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（四）应变片的种类、材料与参数
1．金属丝式应变片 金属丝式应变片有回线式和短接式二种，如 图2-5所示。
用在：要求不高的应变、应力的大批量、一
电阻率 会产生很大的变化，所以灵敏度比金属材料
大几十倍。
在材料力学中，x =l/l称为电阻丝的轴向应变，也 称纵向应变，是量纲为1的数。 x通常很小，常用10-6 表示之。例如，当 x为0.000001时，在工程中常表示为
110-6或m/m。在应变测量中，也常将之称为微应变 (με)。
对金属材料而言，当它受力之后所产生的轴向应
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应变片的粘贴：
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。
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贴片：在应变片 的表面和处理过的粘 贴表面上，各涂一层 均匀的粘贴胶 ，用 镊子将应变片放上去， 并调好位置，然后盖 上塑料薄膜，用手指 揉和滚压，排出下面 的气泡 。
采用真空蒸发或真空沉积等方法，在薄的绝缘 基片上形成厚度在0.1μm以下的金属电阻材料 薄膜的敏感栅，最后加上保护层。
优点：应变灵敏系数大，允许电流密度大， 工作范围广，可达－197～317℃。
缺点：难于控制电阻与温度和时间的变化关 系
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应变片主要性能指标举例
问题：上表中，哪几个型号是半导体应变片？ 依据是什么？
2021/3/5 次性试验。
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2.金属箔式应变片
它是利用照相制版或光刻技术将厚约0.003～0.01mm 的金属箔片制成所需图形的敏感栅，也称为应变花。
一致性较好，适合于大批量生产，广泛用于
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箔式应变片的外形
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3 金属薄膜应变片 薄膜应变片是薄膜技术发展的产物。它是
均导致R变大；又如，某些半导体受拉时，将变大
，导致R变大。 实验证明，电阻丝及应变片的电阻相对变化量R
R线与性材的料，力即学中的轴向应变x的关系在很大范围内是
K—电阻应变片的灵敏度
dR R
K x
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微应变(με)
对于不同的金属材料，K 略微不同，一般为2左
右。而对半导体材料而言，由于其感受到应变时，
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结构：
1、覆盖层 （保护层，防潮、防蚀、 防损）
2、基底（纸质或胶质，很薄， 0.02~0.04mm
3、引出线 （0.1~0.15mm低阻镀锡铜
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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
半导体应变片 外形
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三、相关技能
（一）电阻应变片的选择、粘贴技术 在电阻应变片的使用中，应注意如下：
1.目测电阻应变片有无折痕.断丝等缺陷，有缺陷的应变 片不能粘贴。
2.用数字万用表测量应变片电阻值大小。 3.试件表面处理：贴片处置用细纱纸打磨干净，用 酒 精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹为止。 4.应变片粘贴:在应变片基底上挤一小滴502胶水，轻轻 涂抹均匀，立即放在应变贴片位置。 5.焊线:用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。 6.用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应大于 500M欧。 7.应变片保护：用704硅橡胶覆于应变片上，防止受潮。
电阻应变式传感器主要由电阻应变片 及测量转换电路等组成。
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设有一长度为、截面积为A、半径为r、电阻率
为的金属单丝，它的电阻值R可表示为
RAl lr2
当沿金属丝的长度方向作用均匀拉力（或压力）
时，上式中、r、l都将发生变化，从而导致电阻值
R发生变化。例如金属丝受拉时，l将变长、r变小，
案例：玩具机器人（广州中鸣数码 ）
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任务一：电阻应变式传感器在称重测量上的应用 一、任务描述与分析
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图2－1 电阻应变式电子秤结构示意图
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图2-2常见的称重工具
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二、相关知识 （一）什么是电阻应变式传感器
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。
变最好不要大于110-3，即1000m/m，否则有可能超
过材料的极限强度而导致断裂。
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应变片用于测量力F的计算公式 （补充知识，教材没有）
由材料力学可知，x=F /（AE），所以R /R
又可表示为
R K F R AE
如果应变片的灵敏度K 和试件的横截面积A以及弹性 模量Ｅ均为已知，则只要设法测出R /R的数值， 即可获知试件受力Ｆ的大小，例如可用于电子秤
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测量 ：从分 开的端子处，预 先用万用表测量 应变片的电阻， 发现端子折断和 坏的应变片。
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焊接： 将 引线和端子用烙 铁焊接起来，注 意不要把端子扯 断。
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固定： 焊接后用胶 布将引线和 被测对象固 定在一起， 防止损坏引 线和应变片。
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（二）如何将电阻的变化转换为电压信号