應(yīng)變片原理
導(dǎo)讀：應(yīng)變片相信許多網(wǎng)友都很熟悉，其中應(yīng)用最廣的就是稱重了，小到數(shù)豪克，大到數(shù)噸的稱重儀上都有他的身影。本文主要介紹應(yīng)變片的工作原理，感興趣的同學(xué)快來學(xué)習(xí)一下吧。
應(yīng)變片原理——簡介
應(yīng)變片有兩種：一種是我們常見的電阻應(yīng)變片，一種是可以應(yīng)用更多場合的光學(xué)應(yīng)變片。但在生活以及應(yīng)用中不常見。
電阻應(yīng)變片是根據(jù)“應(yīng)變效應(yīng)”制作的：導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值也相應(yīng)的發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)”。
金屬電阻應(yīng)變片品種較多，常見的有絲式電阻應(yīng)變片和箔式電阻應(yīng)變片。
箔式電阻應(yīng)變片是一種基于應(yīng)變——電阻效應(yīng)制成的，用金屬箔作為敏感柵的，能把被測試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件。
應(yīng)變片原理——結(jié)構(gòu)
上圖是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖，它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。
根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。
應(yīng)變片原理——原理
金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：
式中：ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率(Ω。cm2/m )
S ——導(dǎo)體的截面積(cm2 )
L ——導(dǎo)體的長度(m )
我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變。
假如金屬絲受外力作用而伸長時(shí)，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長度減小而截面增加，電阻值則會(huì)減小。只要測出加在電阻的變化(通常是測量電阻兩端的電壓)，即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情。
應(yīng)變片原理——分類
按材料分： 金屬式體型——絲式、箔式、薄膜型、半導(dǎo)體式體型、薄膜型、擴(kuò)散型、 外延型、PN結(jié)型等。
按結(jié)構(gòu)分：單片、雙片、特殊形狀 按使用環(huán)境：高溫、低溫、高壓、磁場、水下;
應(yīng)變片原理——特點(diǎn)
Ⅰ 產(chǎn)品品種多、可以給客戶在不同的測量場合，提供完善應(yīng)變測量選擇。
Ⅱ 測量溫度范圍廣：-269℃-800℃
Ⅲ 產(chǎn)品穩(wěn)定性好、長時(shí)間測量，產(chǎn)品測量結(jié)果穩(wěn)定。
Ⅳ 產(chǎn)品的測量形狀多樣，可以測量多種力學(xué)信號，如：測量扭矩、剪切應(yīng)力、集中應(yīng)力。
Ⅴ 部分應(yīng)變片具有自補(bǔ)償功能，不需要補(bǔ)償片，自身就能抑制應(yīng)變溫度漂移的功能。
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