電阻應變式傳感器

　　1.1　電阻應變式傳感器定義

　　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變片，電阻應變片感受動態(tài)壓力的變化，按這種原理設計的傳感器稱為電阻應變式壓力傳感器。              

　　1.2　電阻應變式傳感器的工作原理

　　電阻應變式傳感器所粘貼的金屬電阻應變片主要有絲式應變片與箔式應變片。

箔式應變片是以厚度為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變片。測量時，用特制的膠水將金屬電阻應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，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，當彈性敏感元件受到動態(tài)壓力作用后隨之產(chǎn)生相應的變形ε,而形應變值可由絲式應變片或箔式應變片測出，從而得到了ΔR的變化，也就得到了動態(tài)壓力的變化，基于這種應變效應的原理實現(xiàn)了動態(tài)壓力的測量。

　　1.3　電阻應變式傳感器的分類及特點

　　測低壓用的膜片式壓力傳感器

　　常用的電阻應變式壓力傳感器包括測中壓用的膜片——應變筒式壓力傳感器

　　測高壓用的應變筒式壓力傳感器

　　1.3.1膜片——應變筒式壓力傳感器的特點

　　該傳感器的特點是具有較高的強度和抗沖擊穩(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30khz以上，測量的上限壓力可達到9.6mpa。適于測量高頻脈動壓力，又加上強制水冷卻。也適于高溫下的動態(tài)壓力測量，如火箭發(fā)動機的壓力測量，內(nèi)燃機、壓氣機等的壓力測量。

　　1.3.2  膜片式應變壓力傳咸器的特點

　　A  這種膜片式應變壓力傳感器不宜測量較大的壓力，當變形大時，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，應嚴防沖擊壓力頻率與膜片自頓頻率相接近，否則臺帶來嚴重的波形與壓力值的失真與偏低。

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