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TECHNICAL ARTICLES中村講述電阻式應(yīng)變片的基本測量原理
湖南中村小課堂開課了!
第三課-講述溫度傳感器的發(fā)展及應(yīng)用
電阻式應(yīng)變片的基本測量原理
這里想首先介紹一個概念,非電量電測技術(shù)+:歸納一句話就是將諸如:力信號,加速度信號,位移信號,應(yīng)變信號,溫度信號等物理量信號通過電路的方式轉(zhuǎn)化為電壓或者電流等電信號的方式進(jìn)行測量與采集。
其中電阻式應(yīng)變片+測量原理:比較簡單,導(dǎo)體的電阻主要受導(dǎo)體的材料,長度,橫截面積的影響;而應(yīng)變信號的定義為單位長度下的形變量,所以電阻式的金屬箔黏貼于被測試件時:可以隨著試件產(chǎn)生應(yīng)變時長度產(chǎn)生變化,此時應(yīng)變片的電阻值會發(fā)生變化,在測試電路中可以將電阻變化值轉(zhuǎn)化為電壓值,采集電壓變化值即可采集應(yīng)變信號。
應(yīng)變片的具體用法
為了進(jìn)一步講明白應(yīng)變片的具體用法以及對應(yīng)的參數(shù)設(shè)定的意義,這里先給出應(yīng)變片型號的常用命名方式,以日本的共和應(yīng)變片為例:
KFGS-2-120-C1-11-Q150
其中:
KFGS--應(yīng)變片的基底為膠基
2--應(yīng)變片金屬柵的競度為2mm;
120--應(yīng)變片的標(biāo)準(zhǔn)電阻為12002;
C1--應(yīng)變片的形式為單軸應(yīng)變片+
11--應(yīng)變片的自帶溫度補(bǔ)償系數(shù)為11x10-6/℃℃,對應(yīng)的試件材料為鐵,鋼等溫度線膨脹系數(shù)為11x10-6/°C。
Q150--該項為應(yīng)變片引線的材料長度和絕緣形式,此處為150mm長度的漆包線。
從應(yīng)變片的型號可以看出各個參數(shù)對應(yīng)的含義。
除此之外,應(yīng)變信號采集中還存在兩個比較重要的參數(shù):Gage Factor(應(yīng)變片的材料特性)Bridge factor(應(yīng)變電路橋路特性);
這里僅僅假定金屬絲的變化只對長度有影響;因此可以明顯看出電阻的變化與應(yīng)變呈現(xiàn)正相關(guān)
但實際中,應(yīng)變片的金屬絲在長度變化的同時也會引起橫截面積A的變化;所以實際中,需要考慮泊松比v+的影響;
再次重新整合上式,且采用微分形式。
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