简述电阻应变片的结构及工作原理

电阻应变片的结构及工作原理

电阻应变片的结构如图4-1-3所示，其中，

2 敏感栅是应变片中把应变量转换成电阻变化量的

4

敏感部分，它是用金属丝或半导体材料制成的单丝或栅状体。引线是从敏感栅引出电信号的丝状或带状导线。

3 5

1 (1)粘结剂：是具有一定电绝缘性能的粘结

材料，用它将敏感栅固定在基底上。

图4-1-3 电阻应变片

(2)覆盖层：用来保护敏感栅而覆盖在上面的

1-敏感栅；2-引线；3-粘结剂；

绝缘层。

4-覆盖层；5-基底

(3)基底：用以保护敏感栅，并固定引线的

几何形状和相对位置。

电阻应变片能将力学量转变为电学量是利用了金属导线的应变——电阻效应。我 们知道，金属导线的电阻R与其长度L成正比，与其截面积A成反比，即

R??式中?是导线的电阻率。

L (4-1-3) A如果导线沿其轴线方向受力产生形变，则其电阻值也随之发生变化，这一物理现象被称为金属导线的应变——电阻效应。为了说明产生这一效应的原因，可将式（4-1-3

电阻应变片的结构及工作原理

电阻应变片的结构如图4-1-3所示，其中，

2 敏感栅是应变片中把应变量转换成电阻变化量的

4

敏感部分，它是用金属丝或半导体材料制成的单丝或栅状体。引线是从敏感栅引出电信号的丝状或带状导线。

3 5

1 (1)粘结剂：是具有一定电绝缘性能的粘结

材料，用它将敏感栅固定在基底上。

图4-1-3 电阻应变片

(2)覆盖层：用来保护敏感栅而覆盖在上面的

1-敏感栅；2-引线；3-粘结剂；

绝缘层。

4-覆盖层；5-基底

(3)基底：用以保护敏感栅，并固定引线的

几何形状和相对位置。

电阻应变片能将力学量转变为电学量是利用了金属导线的应变——电阻效应。我 们知道，金属导线的电阻R与其长度L成正比，与其截面积A成反比，即

R??式中?是导线的电阻率。

L (4-1-3) A如果导线沿其轴线方向受力产生形变，则其电阻值也随之发生变化，这一物理现象被称为金属导线的应变——电阻效应。为了说明产生这一效应的原因，可将式（4-1-3

电阻应变片贴片技巧公开

电阻应变片贴片技巧公开

目前市面上流行的称重传感器，高压力传感器以及扭矩传感器都是贴片工艺制造的也就是粘贴电阻应变片。电阻应变片贴的好坏影响传感器的特性，不如精度，输出信号大小等，如果粘贴的不好，传感器也就是一个次品无法在进行下一步的工艺。因此可以说传感器最关键最基本的一步就是粘贴电阻应变片。（电阻应变片的组成及工艺原理请参见我司撰写的其他文章）。上次“扭矩传感器技术公开”的这一文章上也大致的说了下贴片的重要性。故此，着重用一篇文章来介绍如何贴电阻应变片。下面的介绍中我以实验的方式向大家介绍这一工艺。如有其他问题也可以与我司人员联系。 一、实验目的

１．了解应变片的测量原理、结构、种类；

２．掌握应变片的粘贴技术及质量检查与防潮方法。 二、实验原理（应变片）

在机械工程测试技术中，广泛应用电阻应变片，因为它能准确地测量各种力参数。对于应变片的正确选取和粘贴质量的好坏，将直接影响应变片的性能和测量的准确性。 （一）应变片的分类

应变片可分为金属式和半导体式两大类： 金属式：丝式、箔式、薄膜式； 半导体式：薄膜式、扩散式。

根据基底材料不同又可分为纸基、胶基和金属片基等。 （二）基底材料

基底材料要满足如下要求：机械强度高

应变片的工作原理

将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。

即 ΔR/R= K×ε 在这里 R：应变片的原电阻值Ω ΔR：伸长或压缩所引起的电阻变化Ω K：比例常数(应变片常数) ε：应变

不同的金属材料有不同的比例常数K。铜铬合金的K值约为2。这样，应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。但是由于应变是相当微小的变化，所以产生的电阻变化也是极其微小的。例如我们来计算1000×10?6的应变产生的电阻的变化。应变片的电阻值一般来说是120 欧姆，即

ΔR/120=2×1000×10-6 ΔR=120×2×1000×10?6= 0.24Ω

电阻变化率为 ΔR/R=0.24/120=0.002→0.2%

要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的，一般的电阻计无法达到要求。为了对这种微小电阻变化进行测量，我们使用带有韦斯通

一、电阻应变片粘贴技术

一、实验目的

1.了解电阻应变片的结构、规格、用途等。 2.学会设计布片方案。

3.掌握选片、打磨、粘贴、接线、固定、防护等操作工艺和技术。 二、实验设备及器材

1.YD－88便携式超级应变仪。 2.QJ23型电桥。

3.试件、应变片、砂布、镊子、丙酮、药棉、502胶水、玻璃纸等。 4.试件见图1-5。 三、实验原理

应变片的构造很简单。把一条很细具有高电阻率的金属丝，在制片机上排绕后，用胶水粘在两片薄纸之间，再焊上较粗的引出线，就成了早期常用的丝绕式应变片。应变片一般由敏感栅（即金属丝）、粘结剂、基底、引线及覆盖层五部分组成。如将应变片固定在被测构件表面上，金属丝随构件一起变形，其电阻值也随之发生变化，而且，这电阻变化与构件应变有确定的线性关系。应变片已有多种类型，若按敏感栅所用材料来分，有丝绕式应变片、箔式应变片和半导体应变片。前两种的敏感栅是以金属丝或箔制成，可统称为金属式应变片，工作原理是基于金属丝的电阻应变效应；半导体应变片则是一类较新品种，具有一些独特的优点。

无论何类应变片，其构成不外基底、敏感栅和引线三大部分。引线是从敏感栅到测量导线之间的过渡部分，用以将敏感栅接入测量电路。基底用来保持敏感栅及其与引线

一、电阻应变片粘贴技术

一、实验目的

1.了解电阻应变片的结构、规格、用途等。 2.学会设计布片方案。

3.掌握选片、打磨、粘贴、接线、固定、防护等操作工艺和技术。 二、实验设备及器材

1.YD－88便携式超级应变仪。 2.QJ23型电桥。

3.试件、应变片、砂布、镊子、丙酮、药棉、502胶水、玻璃纸等。 4.试件见图1-5。 三、实验原理

应变片的构造很简单。把一条很细具有高电阻率的金属丝，在制片机上排绕后，用胶水粘在两片薄纸之间，再焊上较粗的引出线，就成了早期常用的丝绕式应变片。应变片一般由敏感栅（即金属丝）、粘结剂、基底、引线及覆盖层五部分组成。如将应变片固定在被测构件表面上，金属丝随构件一起变形，其电阻值也随之发生变化，而且，这电阻变化与构件应变有确定的线性关系。应变片已有多种类型，若按敏感栅所用材料来分，有丝绕式应变片、箔式应变片和半导体应变片。前两种的敏感栅是以金属丝或箔制成，可统称为金属式应变片，工作原理是基于金属丝的电阻应变效应；半导体应变片则是一类较新品种，具有一些独特的优点。

无论何类应变片，其构成不外基底、敏感栅和引线三大部分。引线是从敏感栅到测量导线之间的过渡部分，用以将敏感栅接入测量电路。基底用来保持敏感栅及其与引线

钢筋表面应变片贴法

1、 打磨。用220# — 400# 粒度范围的砂纸打磨钢筋表面，区域大小0.8*1.5cm（因为应变

片规格0.4*1.0cm），打磨好之后在贴片处轻轻打出与贴片方向呈45度角的交叉条纹； 2、 清洗。用浸有丙酮或酒精的脱脂棉球清洗贴片处，直到棉球上看不见污渍为好，清洗时一定要沿单一方向进行，不要来回交替擦洗； 3、 贴片。蘸取502胶，轻轻甩掉多余的胶液，然后将片子放于规定的粘贴位置（必须准确放置在规定的位置），盖上一层聚四氟乙烯膜沿应变片轴线方向用手指滚压3~4次，排净气泡并挤出多余胶液，约1分钟后从无引线端慢慢揭下聚四氟乙烯膜，下次继续使用； 4、 焊线。用20w电烙铁及60%*0.8m/m焊锡焊接；

5、 绝缘处理。用绝缘胶带将焊接裸露处与构件隔绝，同时将两线隔绝；

6、 固线。用胶带将线固定在构件上，同时留有松弛段，胶带包紧即可，切忌过厚； 7、 涂胶。（用AZ—709胶轻轻均匀涂一薄层于应变片裸露部分，对裸露部分进行防护），将

703胶均匀涂于应变片上，达到完全覆盖片子即可； 8、 包扎。用绝缘胶带包住片子，包住即可，切忌太厚、太紧；

9、 检测。用万用表—电阻法（200欧姆量程）检测，一般为123欧姆左右。

篇一：电阻应变式传感器教案

专业课教案 2010年全国职业培训 参评组别：

优秀教研成果评选活动参评教案

专业分类：机电类 课程名:传感器及应用

电阻应变式传感器

作者姓名： 吕 小 亚

单 位: 陕西省彬县职业教育中心

通讯地址: 彬县西大街34号

邮政编码: 713500

联系电话: 18717285091

课题 电阻应变式传感器

一、教学设计

1、教材地位和作用

《传感器及应用》开设在机电专业第二学年，本书内容安排采用总分的结构，第二章分别介绍各类传感器的原理及应用，第一节《电阻应变式传感器》正是其中最简单最典型的一类传感器。这一节课的作用就知识体系而言，是机械、电子、化学、光学等基础知识的综合运用；就教学策略而言，是让学生掌握一种学习模式：掌握原理——实验论证——拓展应用——创新提高，而这个模式是后续章节每一种传感器的整体教学思路。

2、学情分析

本课题的授课对象是08机电2、3班。班内相当一部分学生初中没毕业，逻辑能力抽象思维能力差，前面学习的专业知识并不扎实，学生心态也比较浮躁，好的方面的是，学生好奇心强，好动性强，经过实习生活阅历有所丰富，对专业以及将来的职业有了比较理性的认识，学习的主动性有所提高。

3、教学目标定位

知识目标：1、掌握应变效应及电

二、NTC热敏电阻

NTC（Negative Temperature Coeff1Cient）是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料．该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，可制成具有负温度系数（NTC）的热敏电阻．其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化．现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料．

NTC热敏半导瓷大多是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷，具有负的温度系数，电阻值可近似表示为：

式中RT、RT0分别为温度T、T0时的电阻值，Bn为材料常数．陶瓷晶粒本身由于温度变化而使电阻率发生变化，这是由半导体特性决定的．

NTC热敏电阻器的发展经历了漫长的阶段．1834年，科学家首次发现了硫化银有负温度系数的特性．1930年，科学家发现氧化亚铜-氧化铜也具有负温度系数的性能，并将之成功地运用在航空仪器的温度补偿电路中．随后，由于晶体管技术的不断发展，热敏电阻器的研究取得重大进展．1960年研制出了N1C热敏电阻器．NTC热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面．

它的测量范围一般

霍尔元件的结构及工作原理

霍尔元件的结构及工作原理

霍尔元件是根据霍尔效应进行磁电转换的磁敏元件，其典型的工作原理图如图所示。霍尔元件是一个N型半导体薄片，若在其相对两侧通以控制电流I，而在薄片垂直方向加以磁场氏 则在半导体另外两侧便会产生一个大小与电流，和磁场B的乘积成工比的电压。这个现象就是霍尔效应，所产生的电压叫霍尔电压UR.

式中:UH---霍尔电压； RH---霍尔系数； d---霍尔元件的厚度; I---通过霍尔元件的电流;

B---加在霍尔元件上的磁场磁力线密度;

---元件形状函数，其中L为元件的长度，W为

元件的宽度。

从上面的公式可以看出，霍尔电压正比于电流强度和磁场强度，且与霍尔元件的形状有关。在电流强度恒定以及霍尔元件形状确定的条件下，霍尔电压正比于磁场强度。当所加磁场方向改变时，霍尔电压的符号也随之改变因此，霍尔元件可以用来测量磁场的大小及方向。

图:霍尔效应原理图

霍尔元件常采用锗、硅、砷化镓、砷化铟及锑化钢等半导体制作