應(yīng)變片的工作原理

1、應(yīng)變片的工作原理應(yīng)變片的工作原理將應(yīng)變片貼在被測(cè)定物上，使其隨著被測(cè)定物的應(yīng)變一起伸縮，這樣里面的金屬箔材就隨著應(yīng)變伸長(zhǎng)或縮短。很多金屬在機(jī)械性地伸長(zhǎng)或縮短時(shí)其電阻會(huì)隨之變化。應(yīng)變片就是應(yīng)用這個(gè)原理，通過(guò)測(cè)量電阻的變化而對(duì)應(yīng)變進(jìn)行測(cè)定。一般應(yīng)變片的敏感柵使用的是銅鉻合金，其電阻變化率為常數(shù)，與應(yīng)變成正比例關(guān)系。即ΔRR=Kε在這里R：應(yīng)變片的原電阻值ΩΔR：伸長(zhǎng)或壓縮所引起的電阻變化ΩK：比例常數(shù)(應(yīng)變片常數(shù))ε：應(yīng)變不同的金屬材料有不

2、同的比例常數(shù)K。銅鉻合金的K值約為2。這樣，應(yīng)變的測(cè)量就通過(guò)應(yīng)變片轉(zhuǎn)換為對(duì)電阻變化的測(cè)量。但是由于應(yīng)變是相當(dāng)微小的變化，所以產(chǎn)生的電阻變化也是極其微小的。例如我們來(lái)計(jì)算100010?6的應(yīng)變產(chǎn)生的電阻的變化。應(yīng)變片的電阻值一般來(lái)說(shuō)是120歐姆，即ΔR120=21000106ΔR=1202100010?6=0.24Ω電阻變化率為ΔRR=0.24120=0.002→0.2%要精確地測(cè)量這么微小的電阻變化是非常困難的，一般的電阻計(jì)無(wú)法達(dá)到要求

3、。為了對(duì)這種微小電阻變化進(jìn)行測(cè)量，我們使用帶有韋斯通電橋回路的專用應(yīng)變測(cè)量?jī)x。應(yīng)變片本身的追隨能力可以達(dá)到數(shù)百kHz，通過(guò)組合的測(cè)定裝置可以對(duì)沖擊現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)量。行駛中的車輛，飛行中的飛機(jī)等各部位的變動(dòng)應(yīng)力可以通過(guò)應(yīng)變片和測(cè)定裝置進(jìn)行初步的測(cè)量。測(cè)量電路：惠斯通電橋測(cè)量電路：惠斯通電橋惠斯通電橋適用于檢測(cè)電阻的微小變化，應(yīng)變片的電阻變化也可以用這個(gè)電路來(lái)測(cè)量。如圖5所示，惠斯通電橋由四個(gè)電阻組合而成。圖7圖8如圖8所示，四邊的電阻中只有R

4、1用應(yīng)變片相連時(shí)，所以輸出電壓可寫成：e=(14)(ΔR1R1)E即e=(14)KεE一般的應(yīng)變測(cè)量大部分都使用單應(yīng)變片法。一般的應(yīng)變測(cè)量大部分都使用單應(yīng)變片法。如圖9所示，在電橋中聯(lián)入了兩枚應(yīng)變片，共有兩種聯(lián)入方法，即半橋鄰邊法（a）和半橋?qū)叿ǎ╞）。四條邊中有兩條邊的電阻發(fā)生變化，根據(jù)上面的四應(yīng)變片法的輸出電壓式可得，聯(lián)入方式如圖9（a）所示時(shí)，聯(lián)入方式如圖9（b）所示時(shí)，也就是說(shuō)當(dāng)聯(lián)入兩枚應(yīng)變片時(shí)，根據(jù)聯(lián)入方式的不同，兩枚應(yīng)變片