电阻应变式传感器原理与应用详解

直流电桥-应变式传感器是一种利用电阻应变片实现非电量（如力、压力、位移、应变、加速度和温度）测量的传感器。在电桥应用中，当电桥连接放大器时，输出端被视为开路，电桥输出的信号可以通过测量电路转化为电信号。以下是关于应变式传感器的关键知识点： 1. **工作原理**： - 应变式传感器利用弹性元件（如金属或复合材料）的特性，当受到外力作用时发生形变，从而导致粘贴在其上的电阻应变片电阻值发生变化。这种变化与施加的力或应变量成正比，通过测量电路将电阻变化转化为电信号输出。 2. **敏感特性**： - 电阻应变片的电阻变化与应变之间的关系是非线性的，通常需要校准曲线来准确测量。金属应变片主要特性包括高灵敏度、良好的温度稳定性以及线性或非线性可调。 3. **结构组成**： - 一个基本的应变式传感器由弹性元件和至少两个电阻应变片组成，它们可能串联或并联。测量电路负责放大和处理这些变化，输出与被测量物理量成比例的电压或电流。 4. **测量电路**： - 为了提高灵敏度和抗干扰能力，测量电路可能包含补偿电路，如四臂或半桥电路，可以抵消环境温度对电阻的影响。此外，还需要考虑滤波和信号调理技术。 5. **基本概念**： - 应变和应力是描述材料形变的两个关键参数。应变是物体尺寸或形状的变化，而应力则是物体内部抵抗形变的力。 6. **应力分类**： - 根据应力和应变的关系，可以分为正应力和切应力，它们的方向分别与应变方向平行和垂直。 7. **应用范围**： - 应变式传感器因其结构简单、体积小、性能稳定等特点，广泛应用于工业、航空航天、汽车制造、医疗设备等领域，如结构健康监测、桥梁检测、机械部件的应力分析等。 直流电桥中的应变式传感器是通过应变效应将力学参数转化为电信号的重要工具，其工作原理、结构和应用广泛，是现代电子测量系统中不可或缺的组成部分。