电阻应变传感器

电阻应变传感器的工作原理基于电阻应变效应原理。

应变仪由金属电阻丝形成并附接到弹性体。

在测量过程中，当弹性体受力变形时，应变仪的敏感栅格也发生变形，电阻值相应变化，并由转换电路转换为电压或电流变化。

电阻应变效应：一根金属电阻丝的长度为L，横截面为S，电阻率用ρ表示，材料的泊松系数为μ。

当电阻丝不受外力时，其电阻值为：R =ρL/ S（Ω）式中：L-金属线长度S-金属线截面积ρ-导电率（不同材料电阻率）通过拉伸力F拉伸和变形金属线的端部。

通过其伸长率ΔL，横截面积减小，并且其截面圆的半径减小Δr。

金属电阻丝变形后，电阻率也会变化。

这种现象称为电阻应变效应。

变形后导电率被称为Δρ，并且等式（2-1）被完全区分，即，在电阻线伸长之后电阻值变化多少。

我们有; ΔR=ΔρL/ S +ΔLρ/SCΔSρL/ S2（2-2）使用公式（2-1）去除公式（2-2）得到ΔR/ R =Δρ/ρ+ΔL/LCΔS/ S（2） -3）另外，我们知道导线的横截面积是S =πr2，那么Δs=2πr*Δr，所以; ΔS/ S =2Δr/ r（2-4）根据材料力学我们知道：Δr/ r =-μΔL/ L（2-5）其中负号表示半径在伸长方向上减小。

μ是表示材料横向效应的泊松系数。

将等式（2-4）和（2-5）代入（2-3）。

ΔR/ R =Δρ/ρ+ΔL/ L +2μΔL/ L =（1 +2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/ L））*ΔL/ L = K *ΔL/ L（2-6）其中：K = 1 +2μ+（Δρ/ρ）/（ΔL/ L）（2-7）在材料力学中，ΔL/ L称为应变，表示为ε，通常用于表示弹性倾向于太大，经常服用百万分之一用作一个单位，记录为με。

因此，等式（2-6）通常写为：ΔR/ R =Kε（2-8）等式（2-6））说明应变仪的电阻变化率与电阻的伸长率之间的关系线。

电阻应变传感器，在20世纪30年代早期，在E. Simmons和A.C.Ruge在20世纪40年代早期（1944年）制造的第一个应变仪之后不久，发明了粘合剂电阻应变传感器。

它已有半个多世纪的发展历史。

与此同时，几乎每10年就有一次质的飞跃。

40年代和50年代是传感器开发的早期阶段。

当时，弹性材料，纸基应变计和粘合剂处于开发阶段，其性能并不完美。

因此，电阻应变传感器的精度和稳定性不能满足测量技术的要求。

自20世纪50年代箔电阻应变计问世以来，应变片的温度特性和粘合剂的机械性能得到了改善，传感器的温度影响和蠕变效应得到了显着的抑制，并且精度得到了提高。

已经提高了大约一个数量级。

在20世纪60年代中期，传感器进入了测量领域。

从20世纪60年代末到80年代初的10多年间，由于各种技术的突破与传感器性能密切相关，电阻应变传感器取得了前所未有的快速发展。

20世纪80年代以后，随着加工技术和粘贴技术等技术的进步，传感器的精度和可靠性得到了极大的提高，并已广泛应用于测量技术领域，并已成为其中的重要组成部分。

应变电测量技术。

如今，传感器已经演变为多功能和智能信息测量组件，仅作为转换组件。

特别是微电子和微机械技术的发展必将为传感器的发展带来更广阔的空间。

电阻应变传感器的优点：精度高，测量范围宽，寿命长，结构简单，频率响应特性好，可在恶劣条件下工作，易于实现小型化，集成化和多样化。

电阻应变传感器的缺点：对于大应变，存在很大的非线性，输出信号很弱，但可以采取一定的补偿措施。

因此它广泛用于自动测试和控制技术。

1.应变式传感器2.应变式压力传感器3.应变式传感器4.应变式位移传感器5.应变式加速度传感器6.温度测量应变传感器电阻应变传感器有两个应用：作为敏感元件，它直接用于测试部件的应变测量。

2.作为转换元件，传感器由弹性元件构成，用于间接测量可以转换成弹性元件的应变的任何其他物理量。