11.08.2020
精品课件
14
3.测 量 ：从分开的 端子处，预先用 万用表测量应变 片的电阻，发现 端子折断和坏的 应变片。
11.08.2020
精品课件
15
4.焊接： 将引线和端子用 烙铁焊接起来， 注意不要把端子 扯断。
11.08 固定： 焊接 后用胶布将 引线和被测 对象固定在 一起，防止 损坏引线和 应变片。
1. 去污： 采用手持砂轮工具 除去构件表面的油 污、漆、锈斑等， 并用细纱布交叉打 磨出细纹以增加粘 贴力 ，用浸有酒 精或丙酮的纱布片 或脱脂棉球擦洗。
11.08.2020
精品课件
13
2.贴片： 在应变片的表面和处 理过的粘贴表面上， 各涂一层均匀的粘贴 胶 ，用镊子将应变 片放上去，并调好位 置，然后盖上塑料薄 膜，用手指揉和滚压， 排出下面的气泡 。
11.08.2020
精品课件
9
箔式应变片的外形
11.08.2020
精品课件
10
半导体应变片及金属 丝式应变片的结构
金属丝式应变片的 内部结构
半导体应变片 外形
11.08.2020
精品课件
11
应变片主要性能指标举例
上表中，哪几个型号是半导体应变片？ 依据是什么？
11.08.2020
精品课件
12
应变片的粘贴：
11.08.2020
精品课件
19
电桥平衡的条件 ：R1/R2=R4/R3
调节RP，最终
可以使R1/R2=R4/R3 （ R1、R2是R1、R2并
联RP后的等效电阻），
电桥趋于平衡，Uo被预
调到零位，这一过程称
为调零。图中的R5是用
于减小调节范围的限流 电阻。
11.08.2020
精品课件
20
单臂电桥
片的阻值R 的变化量仅为0.2，所以必须使用
不平衡电桥来测量这一微小的变化量。下面分
析该桥式测量转换电路是如何将R /R转换为
U 输出电压 的。 11.08.2020
o
精品课件
18
三、测量转换电路——不平衡电桥
U oU 4 i( R R 1 1 R R 2 2 R R 3 3 R R 4 4) 2 -3
能表示测量的准确程度。
11.08.2020
精品课件
2
（2）相对误差 ①实际相对误差
②示值(标称)相对误差
③满度（引用）相对误差
11.08.2020
精品课件
3
1.4.3 准确度
传感器和测量仪表的误差是以准确度表示的。准确 度常用最大引用误差来定义
它表示传感器的最大相对误差为±S%。
仪表引起的最大测量相对误差为
箔式应变片中的箔栅是金属箔通过光刻、腐蚀等工艺制 成的。箔的材料多为电阻率高、热稳定性好的铜镍合金。箔 式应变片与片基的接触面积大得多，散热条件较好，在长时 间测量时的蠕变较小，一致性较好，适合于大批量生产。还 可以对金属箔式应变片进行适当的热处理，使其线胀系数、 电阻温度系数以及被粘贴的试件的线胀系数三者相互抵消， 从而将温度影响减小到最小的程度，目前广泛用于各种应变 式传感器中。
上节回顾:
1.检测技术的基本概念及方法 2.传感器的发展 3.传感器的分类和基本特性
11.08.2020
精品课件
1
1.4.2 误差的表示方法
（1）绝对误差
Δ＝Ax－A0 当Ax＞A0时，为正误差；反之为负误差。
修正值C C=－Δ A0 ＝Ax+C
绝对误差和修正值的量纲必须与示值量纲相同。
绝对误差可表示测量值偏离实际值的程度，但不
全桥的四个桥臂都为应变
片，如果设法使试件受力后，
应变片R1 ~ R4产生的电阻增量 （或感受到的应变1~4）正负 号相间，就可以使输出电压Uo
成倍地增大。上述三种工作方
式中，全桥四臂工作方式的灵
敏度最高，双臂半桥次之，单
臂半桥灵敏度最低。采用全桥
（或双臂半桥）还能实现温度
自补偿。
11.08.2020
11.08.2020
精品课件
17
三、测量转换电路——不平衡电桥
金属应变片的电阻变化范围很小，如果直 接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难， 且误差很大。
例如，有一金属箔式应变片，标称阻值R0 为100，灵敏度K=2，粘贴在横截面积为
9.8mm2的钢质圆柱体上，钢的弹性模量
E=21011N/m2，所受拉力F=0.2t，受拉后应变
如压力传感器的准确度等级分别为0.05、0.1、0.2、0.3、 0.5、1.0、1.5、2.0等；我国电工仪表的准确度等级分 别为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。
某0.1级压力传感器的量程为100MPa，测量50MPa压力时，
±0.2%。 11.08.传202感0 器引起的最大相对误差为精品课件
11.08.2020
精品课件
8
二、应变片的种类与结构
应变片可分为金属应变片及半导体应变片两大类。前者 可分成金属丝式、箔式、薄膜式三种。目前箔式应变片应用 较多。金属丝式应变片使用最早，有纸基、胶基之分。由于 金属丝式应变片蠕变较大，金属丝易脱胶，有逐渐被箔式所 取代的趋势。但其价格便宜，多用于应变、应力的大批量、 一次性试验。
R Al lr2
当沿金属丝的长度方向作用均匀拉力（或压
力）时，上式中、r、l都将发生变化，从而导致电
阻值R发生变化。例如金属丝受拉时，l将变长、r变
小，均导致R变大；又如，某些半导体受拉时，将
变大，导致R变大。
实验证明，电阻丝及应变片的电阻相对变化量R
KR线—与性电材的阻料，应力即变学片中的的灵轴敏向度应变x的RR关系K在很x 大范围2-内1是
精品课件
23
全桥的温度补偿原理
当环境温度 升高时，桥臂上的应 变片温度同时升高， 温度引起的电阻值漂 移数值一致，可以相 互抵消，所以全桥的 温漂较小；半桥也同 样能克服温漂。
4
本节主要内容:
11.08.2020
精品课件
5
第一节 电阻应变式传感器
11.08.2020
精品课件
6
一、工作原理应变片的工作原理
金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大 。
R
l A
l r2
11.08.2020
精品课件
7
二、应变片的工作原理
设有一长度为l 、截面积为A、半径为r、 电阻率为的金属单丝，它的电阻值R可表示为
全桥四 臂工作方式的 灵敏度最高， 双臂半桥次之， 单臂半桥灵敏 度最低。
11.08.2020
精品课件
21
双臂电桥
R1、 R2 为应变片， R3、R4
为固定电阻 。应
变片R1 、R2 感受到 的应变1~2以及产
生的电阻增量正负
号相间，可以使输
出电压Uo成倍地增
大。
11.08.2020
精品课件
22
四臂全桥