应变式传感器工作原理与应用

"电子天平-应变式传感器ppt" 这篇PPT主要讲解了电子天平中使用的应变式传感器的相关知识。电子天平是高精度的称重设备，其精度可达到十万分之一，这就意味着它能准确测量极小的质量变化。其中，应变式传感器是实现这种高精度测量的关键技术。 应变式传感器的工作原理基于金属的电阻应变效应。当金属丝受到外力作用而发生机械变形时，其电阻值会相应改变。这种现象称为电阻应变效应。电阻的灵敏系数k表示电阻值变化与应变的关系，对于金属材料，k值通常在1.7至3.6之间，主要由金属丝的几何尺寸变化和电阻率的应变引起的变化共同决定。 2.1.1 工作原理进一步解释了电阻应变效应的数学关系，涉及了弹性模量E、泊松比μ、压阻系数λ以及应力值σ等因素。在弹性范围内，这些参数决定了金属丝在受力时的变形程度和电阻变化。 2.1.2 金属应变片是应变式传感器的核心部分，其基本结构包括敏感栅（通常为直径约0.025mm的合金电阻丝）、基底绝缘、覆盖层和引出线。当外力作用于被测对象，导致物体表面产生微小机械变形时，应变片的敏感栅也随之变形，从而引起电阻值的变化。 2.1.3 测量电路部分未在提供的内容中详述，但通常会涉及到电桥电路，如惠斯通电桥，通过比较四个相同电阻的电阻值变化来精确检测应变片的电阻变化。 2.1.4 应变式传感器的应用广泛，可用于测量位移、力、力矩、加速度、压力等多种物理量。应变片的类型主要包括金属丝式、金属箔式和金属薄膜式。金属丝式应变片是最基础的形式，由基片、电阻丝、覆盖层和引出线构成，电阻丝的材料通常是合金，其电阻率对应变的响应较小，但可以通过设计电桥电路进行补偿和放大。 电子天平利用应变式传感器的高灵敏度来实现高精度的重量测量，这涉及到金属材料的物理性质、传感器的设计和测量电路的构建等多个方面。理解这些知识对于理解和维护电子天平，以及开发更先进的传感器技术具有重要意义。