四臂全桥电阻传感器原理与应用解析（第2版）

本章节内容主要探讨的是四臂全桥-自动检测技术及其在电阻传感器中的应用，特别是第二章第一节，即电阻应变传感器。全桥设计是一种提高传感器灵敏度的方法，通过使四个桥臂上的应变片电阻增量交替正负，实现输出电压的显著增大。在讨论中，首先介绍了应变效应，这是一种基本的物理现象，当导体或半导体材料受到外力作用时，其形状会发生变化，导致电阻值也随之改变。 应变片是关键组件，它的工作原理基于金属丝或片状半导体在受力时长度和截面尺寸的变化，进而影响电阻。金属丝应变片在拉伸时，由于长度增加和截面减小，电阻值上升；而某些半导体材料如N型硅和P型硅，由于压阻效应，其电阻随应力的正负变化而显著变化，表现出不同的灵敏度和非线性特性。 测量转换电路是将应变片的电阻变化转化为电信号的关键部分，通常采用非平衡电桥设计，通过比较受力一侧和未受力一侧的电阻差异来获取信号。章节内容还包括了温度补偿的重要性，因为应变片的性能会受到温度的影响，因此需要通过特定方法来校准。 本节还涉及到了实际应用案例，如荷重传感器用于测量物体的重量，扭矩传感器用于检测旋转部件的扭转变形，以及压阻式固态压力传感器，它们广泛应用于工业和工程领域，如汽车衡、力矩测量和液体水平监测。通过这些实例，读者可以理解应变效应在不同场景下的具体运用。 本章内容深入浅出地阐述了电阻应变传感器的原理、结构、测量电路以及其实用价值，为理解和设计高精度的机械测量系统提供了坚实的基础。