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工作原理
電阻應(yīng)變計(jì)有兩方面的應(yīng)用:一是作為敏感元件,直接用于被測(cè)試件的應(yīng)變測(cè)量;另一是作為轉(zhuǎn)換元件,通過(guò)彈性元件構(gòu)成傳感器,用以對(duì)任何能轉(zhuǎn)變成彈性元件應(yīng)變的其它物理量作間接測(cè)量。用應(yīng)變片測(cè)量時(shí),將其粘貼在被測(cè)對(duì)象表面上。當(dāng)被測(cè)對(duì)象受力變形時(shí),應(yīng)變片的敏感柵也隨同變形,其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化,通過(guò)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化,從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)變的測(cè)量。
金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是電阻應(yīng)變效應(yīng),即金屬絲在受到應(yīng)力作用時(shí),其電阻隨著所發(fā)生機(jī)械變形(拉伸?蜓顧?)的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變效應(yīng)的理論公式如下:
R=ρ*(L/S)
式中:ρ—電阻率(Ω·mm2/m) L—金屬絲的長(zhǎng)度(m) S—金屬絲的截面積(mm2)
由上式可知,金屬絲在承受應(yīng)力而發(fā)生機(jī)械變形的過(guò)程中,ρ、L、S三者都要發(fā)生變化,從而必然會(huì)引起金屬絲電阻值的變化。當(dāng)受外力伸張時(shí),長(zhǎng)度增加,截面積減小,電阻值增加;當(dāng)受壓力縮短時(shí),長(zhǎng)度減小,截面積增大,電阻值減小。因此,只要能測(cè)出電阻值的變化,便可知金屬絲的應(yīng)變情況。這種轉(zhuǎn)換關(guān)系為
ΔR/R=Koε
式中:R—金屬絲電阻值的變化量;
Ko—金屬材料的應(yīng)變靈敏系數(shù),它主要由試驗(yàn)方法確定,且在彈性極限內(nèi)基本為常數(shù)值;
ε—金屬材料的軸向應(yīng)變值,即ε=ΔL/L,因此又稱ε為長(zhǎng)度應(yīng)變值,對(duì)金屬絲而言,其值勤在0.24~0.4之間。
在實(shí)際應(yīng)用中,將金屬電阻應(yīng)變片粘貼在傳感器彈性元件或被測(cè)饑械零件的表面。當(dāng)傳感器中的彈性元件或被測(cè)機(jī)械零件受作用力產(chǎn)生應(yīng)變時(shí),粘貼在其上的應(yīng)變片也隨之發(fā)生相同的機(jī)械變形,引起應(yīng)變片電阻發(fā)生相應(yīng)的變化。這時(shí),電阻應(yīng)變片便將力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻的變化量輸出。
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2019-7-3 13:49 上傳
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