- 應變傳感器的工作原理和影響因素
- 來源：賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2012/12/8
應變傳感器的長期穩(wěn)定性是國內傳感器行業(yè)非常關心的問題。由于應變傳感器在工程應用中，除了其自身物理特性造成的不穩(wěn)定外，還受應變片粘貼方法，被測試件彈性體殘余應力等外界因素影響。本文從材料力學，量子力學和電子學方面深入探討了造成應變傳感器不穩(wěn)定性的本質原因，并總結了改善不穩(wěn)定性常用的方法。由于造成應變傳感器測試系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素很多，如焊接方法，測試中連接線的擺動等，本文只分析總結了最本質的一些原因。
傳感器長期穩(wěn)定性是指傳感器在使用過程中其各種技術指標隨時間而變化的程度。傳感器基本技術指標共有十多項，把這些具體指標的長期穩(wěn)定性問題放在一起討論是很困難。這是因為傳感器多項技術指標之間不相互聯系，其間不存在簡單的數學關系，其關聯的技術和理論知識面廣而且很復雜。
本文論述了應變傳感器零點輸出長期穩(wěn)定性問題。從理論上論述了傳感器零點輸出值隨時間變化的機理。影響傳感器零點輸出長期穩(wěn)定性因素是在傳感器制造工藝、選材和工人操作因素引起的傳感器工作電路電阻率變化，基底膠和彈性體材料的應力狀態(tài)，幾何尺寸的變化而導致傳感器零點輸出值的變化。
如何提高電阻應變式傳感器以下簡稱傳感器的長期穩(wěn)定性，這是國內傳感器行業(yè)非常關心的問題。
應變傳感器工作原理
應變效應——材料在受外力作用時，將產生機械變形，機械變形會產生阻值變化，這種因形變而使其阻值發(fā)生變化的現象稱為“應變效應”
基本原理——σ=E*ε，ΔR/R=K*
ε，其中σ為試件的應力，ε為試件的應變，E試件材料的彈性模量，ΔR/R電阻變化率，K為靈敏度系數，一般在1.7—3.6之間
測量原理——用應變片測量時，將其粘貼在彈性體上。當彈性體受力變形時，應變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應變化，通過轉換電路轉換為電壓或電流的變化
檢測電路——把應變計的ΔR/R變化轉換成電壓或電流變化，通常采用惠斯登電橋電路實現這種轉換。
影響應變傳感器穩(wěn)定性的主要因素是溫度，范性形變，幾何形變。溫度的變化引起應變片電阻率變化及幾何形變，從而導致應變傳感器零輸出時的漂移。范性形變改變了電阻率，導致電阻值改變。在應變片使用中，粘貼方法，殘余應力等產生應變片的幾何形變。
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