薄壁圆环式力传感器：应变效应与电阻应变片的应用

本文主要探讨的是"薄壁圆环式力传感器"，它是电阻式传感器的一种，特别是在应变式传感器类别中占有重要地位。应变式传感器是利用电阻应变片将物体在受力作用下的应变转化为电阻值变化的原理来工作的。当物理量如力、力矩或压力作用于弹性元件，弹性元件发生形变，导致应变片电阻值改变，随后通过测量电路将这些变化转换为电信号输出，反映出被测量的大小。 在2.1节详细介绍了应变式传感器的工作原理。它包括以下几个关键概念：应变——物体在受力时发生的形变；弹性形变——外力去除后能恢复原状的变形；弹性元件——具有弹性的材料，如金属或塑料；以及应变式传感器本身的定义，即利用应变片将机械形变转换为电阻变化的装置。 电阻应变效应是指导体或半导体材料在受到机械力时，其电阻值会随形变而变化的现象。文章解释了应变和应力的区别：应变描述的是材料几何形状变化的程度，而应力则是单位面积上材料内部抵抗外力的反作用力。应力还分为正应力和切应力，分别对应于与应变方向平行和垂直的力。 薄壁圆环式力传感器因其结构特点——薄壁设计，使得各点受力差异大，这在测量精确度和灵敏度上具有优势。其广泛应用在需要高精度测量力、压力、位移、加速度和温度等非电量参数的领域，例如在工业设备、桥梁监测、航空航天等场景中。 总结来说，本文深入剖析了应变式传感器特别是薄壁圆环式力传感器的工作原理、组成和应用，强调了其在电阻式传感器中的核心地位，并探讨了应变效应、应力和应变的相关理论，为理解和使用这类传感器提供了基础理论支持。