受力后材料的电阻率发生的变化,即d/。 对金属材料而言,以第一项为主。
对于确定的材料,(1+2)项是常数,数值约在1~2之间。 实验证明
d /
结论:
x dR / R Ks x
也是一个常数,因此得到 :
dR Ks x R
金属电阻丝的电阻相对变化与轴向应变成正比关系。 (三)应变片测量原理 应变片测量应力时,在外力作用下被测对象将产生微 小的机械变形,应变片随其发生相同的变化,同时, 应变片电阻也发生相应变化。 当测得应变片电阻值变化量R时,便可得到被测对象 的应变值。
若电阻丝是圆形的,则A=r2,r为电阻丝的半径, 得: dA=2rdr,则 dA 2 rdr dr 2 2 A r r dL x —金属丝轴向应变,一般;0.24~0.4 令 L dr r —金属丝径向应变。 r 由材料力学得知:
在弹性范围内,金属丝受拉力时,沿轴向伸长,沿径 向缩短,轴向应变和径向应变的关系可表示为:
r x
式中——金属材料的泊松系数
dR d (1 2 ) x R 金属丝的灵敏系数: dR / R d / Ks (1 2 ) x x
物理意义:
单位应变所引起的电阻相对变化。
灵敏系数受两个因素影响:
受力后材料几何尺寸的变化,即 (1+2)
二、电阻应变片的结构和工作原理
(一)基本结构
电阻应变片(应变计)种类繁多,但其基本结构大体 相似,现以金属丝绕式应变片结构为例加以说明。 电阻丝应变片基本结构: 将金属电阻丝粘贴在基片上,上面覆一层薄膜,使它 们变成一个整体。
应变片规格: 以使用面积和电阻值表示,如310mm2,120
在将应变片构成应变式传感器,应变敏感栅粘贴在基 片上是能否应用于测量的关键之一,因此对粘合剂有 苛刻的要求。粘贴必须遵循粘贴工艺,这样才有可能 使应变片正常地工作。