應(yīng)變式傳感器的原理與優(yōu)點(diǎn)

應(yīng)變式傳感器是基于測量物體受力變形所產(chǎn)生的應(yīng)變的一種傳感器。電阻應(yīng)變片則是其最常采用的傳感元件。它是一種能將機(jī)械構(gòu)件上應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感元件。

    電阻應(yīng)變片一般由敏感柵、基底、引線、蓋片等組成。敏感柵由直徑為0.01-0.05mm、高電阻系數(shù)的細(xì)絲彎曲而成柵狀，它實(shí)際上是一個(gè)電阻元件，是電阻應(yīng)變片感受構(gòu)件應(yīng)變的敏感部分。敏感柵用粘合齊將其固定在基底上。基底的作用應(yīng)保證將構(gòu)件上應(yīng)變準(zhǔn)確地傳遞到敏感柵上去。因此它必須作得很薄，一般為0.03-0.06mm，使它能與試件及敏感柵牢固地粘結(jié)在一起。另外它還應(yīng)有良好的絕緣性能、抗潮性能和耐熱性能?；撞牧嫌屑垺⒛z膜、玻璃纖維布等。紙具有柔軟、易于粘貼、應(yīng)變極限大和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但耐溫耐濕性差，一般工作溫度低于70℃下采用。為了提高耐濕耐久性和使用溫度，可浸以酚醛樹脂類粘合劑使用溫度可提高至180℃，且時(shí)間穩(wěn)定性好，適用于測力等傳感器使用。膠膜基底是由環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚脂樹脂和聚酰亞胺等有機(jī)粘合劑制成的薄膜，膠膜基底具有比紙更好的柔性、耐濕性和耐久性，且使用溫度可達(dá)100-300℃。玻璃纖維布能耐400-450℃高溫，多用做中溫或高溫應(yīng)變片基底。引出線的作用是將敏感柵電阻元件與測量電路相連接，一般由0.1-0.2mm低阻鍍錫銅絲制成，并與敏感柵兩輸出端相焊接。
    在測試時(shí)，將應(yīng)變片用粘合劑牢固地粘貼在被測試件的表面上，隨著試件受力變形，應(yīng)變片的敏感柵也獲得同樣的變形，從而使其電阻隨之發(fā)生變化，而此電阻變化是與試件應(yīng)變成比例的，因此如果通過一定測量線路將這種電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流變化，然后再用顯示記錄儀表將其顯示記錄下來，就能知道被測試件應(yīng)變量的大小。
    應(yīng)變片式壓力傳感器是應(yīng)變式傳感器的一種，其通過粘結(jié)在彈性元件上的應(yīng)變片的阻值變化來測量壓力值的。當(dāng)被測壓力傳遞到粘貼有電阻應(yīng)變片的膜片、彈性梁或應(yīng)變管后，使之產(chǎn)生變形，則由電阻應(yīng)變片組成的電橋有不平衡電壓輸出，該電壓與作用在壓力傳感器上的被測壓力成正比。具有精度高、體積小、重量輕、測量范圍寬、固有頻率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)耐振動(dòng)、抗沖擊性能良好。但輸出信號較小，受溫度影響較大。

    應(yīng)變式傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn)：
1、分辨力高，能測出極微小的應(yīng)變；
2、誤差較小，一般小于1%；
3、尺寸小、重量輕。
4、測量范圍大，從彈性變形一直可測至塑性變形（1-2%），最大可達(dá)20%；
5、既可測靜態(tài)，也可測快速交變應(yīng)力；
6、具有電氣測量的一切優(yōu)點(diǎn)，如測量結(jié)果便于傳送、記錄和處理；
7、能在各種嚴(yán)酷環(huán)境中工作。如從宇宙真空至數(shù)千個(gè)大氣壓；從接近絕對零度低溫至近1000℃高溫；離心加速度可達(dá)數(shù)十萬個(gè)“g”；在振動(dòng)、磁場、放射性、化學(xué)腐蝕等條件下，只要采取適當(dāng)措施，亦能可靠地工作；
8、價(jià)格低廉、品種多樣，便于選擇和大量使用。如：電子秤行業(yè)中稱重傳感器上的應(yīng)用，測力設(shè)備上的應(yīng)用等。