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应变传感器的
构造与原理
CONTENT
应力
1、应力概述
物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。
应变
1、应变
机械零件和构件等物体内任一点(单元体)因外力作用引起的形状和尺寸的相对改变。与点的正应力和切应力(见应力)相对应,应变分为线应变和角应变。受力零件和构件上的每一点都可取一个微小的正六面体,称为单元体。单元体任一边的线长度的相对改变称为线应变或正应变;单元体任意两边所夹直角的改变称为角应变或切应变。
电阻应变片结构
1、电阻应变片结构
电阻应变片结构是以电阻应变片作为传感元件,将其牢固地粘贴在构件的测点上,构件受力后由于测点发生应变,应变片也随之变形而使应变片的电阻发生变化,再由专用仪器测得应变片的电阻变化大小,并转换为测点的应变值。丝绕式应变片以直径为0.025mm左右的、高电阻率的合金电阻丝2,绕成形如栅栏的敏感栅。
1-基底 2-电阻丝 3-覆盖层 4-引线
电阻应变片结构
2、电阻应变片样图
电阻应变片工作原理
1、电阻应变片工作原理
由物理学可知,金属丝的电阻为:
当金属丝受拉而伸长dL时,其横截面积将相应减小dS,电阻率则因金属晶格发生变形等因素的影响也将改变dρ,则有金属丝电阻变化量为:
金属导体的电阻—应变效应为:
电阻应变片结构
两边同时除以R得:
设金属丝半径为r,有:
因为:
式中,σ为试件的应力;E为弹性模量;ε为试件的应变。
最后可得力F与电阻的变化率dR/R成正比。
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