壓(yā)力傳感器的應(yīng)用原理

在(zài)了解壓力(lì)傳感器時(shí)，我們應該先認(rèn)識一(yī)下電(diàn)阻應變片(piàn)這種元件(jiàn)，電阻應(yīng)變片是(shì)一種将(jiāng)被(bèi)測件(jiàn)上的應(yīng)變變化轉換成爲一種(zhǒng)電信(xìn)号的敏感(gǎn)器件(jiàn)。

它是壓阻(zǔ)式應變傳(chuán)感器的主(zhǔ)要組成部分(fèn)之一(yī)，電阻應(yīng)變片(piàn)應用最多(duō)的是金屬電阻(zǔ)應變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種(zhǒng)。金屬(shǔ)電阻應變(biàn)片又有絲狀應變片和金屬箔(bó)狀應變(biàn)片兩種。

通常(cháng)是将應變(biàn)片通過特(tè)殊的(de)粘和劑緊密的(de)粘合在産(chǎn)生力(lì)學應變基體上(shàng)，當基體受(shòu)力發(fā)生應力變化時(shí)，電阻應變片也一起産生形變(biàn)，使應變片的阻值發(fā)生(shēng)改變，從(cóng)而(ér)使加(jiā)在電阻(zǔ)上的(de)電壓發生變化。

這種應變片在受力(lì)時産(chǎn)生的(de)阻值(zhí)變化(huà)通常較小，一般(bān)這種應變(biàn)片(piàn)都(dōu)組成(chéng)應變電橋(qiáo)，并通過(guò)後續的儀表(biǎo)放大器進(jìn)行(háng)放大，再傳輸給處理電路（通(tōng)常是a/d轉(zhuǎn)換(huàn)和cpu）顯示或執(zhí)行機構(gòu)。

金屬(shǔ)電(diàn)阻(zǔ)應變片的内部(bù)結構(gòu)

電阻應變片(piàn)由(yóu)基體(tǐ)材(cái)料(liào)、金屬(shǔ)應變(biàn)絲(sī)或應變(biàn)箔、絕緣(yuán)保護片和引出線等部(bù)分組(zǔ)成。根(gēn)據不(bú)同的用途，電阻(zǔ)應變片的(de)阻值可以(yǐ)由設(shè)計者設計，但電(diàn)阻的(de)取值範(fàn)圍應注意：阻值(zhí)太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流(liú)太大(dà)。

同(tóng)時應變(biàn)片的發熱(rè)緻使(shǐ)本身的溫度過(guò)高，不同的環境(jìng)中使用，使應變(biàn)片的(de)阻值變化太大(dà)，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調零電路過于複雜(zá)。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的(de)電磁gr力較差，一般(bān)均爲(wèi)幾十(shí)歐至幾十(shí)千歐(ōu)左右。

電阻應變(biàn)片的工作原理

金屬電阻應變(biàn)片的工作(zuò)原(yuán)理是吸(xī)附(fù)在(zài)基體材料上(shàng)應(yīng)變電(diàn)阻随(suí)機械(xiè)形變(biàn)而産生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱(chēng)爲電(diàn)阻應變效(xiào)應。金(jīn)屬(shǔ)導體的(de)電阻(zǔ)值可(kě)用下(xià)式表(biǎo)示：

式中：

ρ——金(jīn)屬導體的電阻率（Ω·cm2/m）

s——導(dǎo)體的截面(miàn)積（cm2）

l——導體的(de)長度（m）

我們(men)以金屬絲(sī)應變電(diàn)阻(zǔ)爲例(lì)，當金屬絲受外(wài)力作用時，其長度和(hé)截(jié)面積都(dōu)會發(fā)生變(biàn)化，從上(shàng)式中可很容(róng)易看出，其(qí)電阻值即會發(fā)生改(gǎi)變，假如(rú)金屬絲受外力作(zuò)用而伸(shēn)長(zhǎng)時，其長度(dù)增加，而(ér)截面積減少，電阻值便(biàn)會增大(dà)。

當(dāng)金屬(shǔ)絲受外力作用(yòng)而壓縮時，長度(dù)減小(xiǎo)而截(jié)面(miàn)增加，電阻值則會(huì)減小，隻要(yào)測出加在電阻的變化（通(tōng)常是測量(liàng)電阻兩端的電(diàn)壓）即可獲(huò)得應變金(jīn)屬(shǔ)絲的應(yīng)變情況。