中村講述電阻式應(yīng)變片的基本測量原理

湖南中村小課堂開課了！

第三課-講述溫度傳感器的發(fā)展及應(yīng)用

電阻式應(yīng)變片的基本測量原理

       這里想首先介紹一個(gè)概念，非電量電測技術(shù)+:歸納一句話就是將諸如:力信號(hào)，加速度信號(hào)，位移信號(hào)，應(yīng)變信號(hào)，溫度信號(hào)等物理量信號(hào)通過電路的方式轉(zhuǎn)化為電壓或者電流等電信號(hào)的方式進(jìn)行測量與采集。

       其中電阻式應(yīng)變片+測量原理:比較簡單，導(dǎo)體的電阻主要受導(dǎo)體的材料，長度，橫截面積的影響;而應(yīng)變信號(hào)的定義為單位長度下的形變量，所以電阻式的金屬箔黏貼于被測試件時(shí):可以隨著試件產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)長度產(chǎn)生變化，此時(shí)應(yīng)變片的電阻值會(huì)發(fā)生變化，在測試電路中可以將電阻變化值轉(zhuǎn)化為電壓值，采集電壓變化值即可采集應(yīng)變信號(hào)。

應(yīng)變片的具體用法

       為了進(jìn)一步講明白應(yīng)變片的具體用法以及對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)定的意義，這里先給出應(yīng)變片型號(hào)的常用命名方式，以日本的共和應(yīng)變片為例:

KFGS-2-120-C1-11-Q150 

其中:

KFGS--應(yīng)變片的基底為膠基

2--應(yīng)變片金屬柵的競度為2mm;

120--應(yīng)變片的標(biāo)準(zhǔn)電阻為12002;

C1--應(yīng)變片的形式為單軸應(yīng)變片+

11--應(yīng)變片的自帶溫度補(bǔ)償系數(shù)為11x10-6/℃℃，對(duì)應(yīng)的試件材料為鐵，鋼等溫度線膨脹系數(shù)為11x10-6/°C。

Q150--該項(xiàng)為應(yīng)變片引線的材料長度和絕緣形式，此處為150mm長度的漆包線。

從應(yīng)變片的型號(hào)可以看出各個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的含義。

除此之外，應(yīng)變信號(hào)采集中還存在兩個(gè)比較重要的參數(shù):Gage Factor(應(yīng)變片的材料特性)Bridge factor(應(yīng)變電路橋路特性);

這里僅僅假定金屬絲的變化只對(duì)長度有影響;因此可以明顯看出電阻的變化與應(yīng)變呈現(xiàn)正相關(guān)

但實(shí)際中，應(yīng)變片的金屬絲在長度變化的同時(shí)也會(huì)引起橫截面積A的變化;所以實(shí)際中，需要考慮泊松比v+的影響;

再次重新整合上式，且采用微分形式。