應(yīng)變量的測(cè)量裝置——應(yīng)變傳感器

什么是應(yīng)變傳感器？

應(yīng)變傳感器是一種將測(cè)量對(duì)象的應(yīng)變作為電信號(hào)的變化進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)該電信號(hào)的變化來測(cè)量應(yīng)變量的測(cè)量裝置。

它能夠進(jìn)行極其準(zhǔn)確和快速的響應(yīng)測(cè)量，并且與靜態(tài)和動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量兼容。

應(yīng)變傳感器的應(yīng)用

應(yīng)變傳感器用于檢查汽車、火車、飛機(jī)和建筑物等結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和安全性。它還用于臨床醫(yī)學(xué)、康復(fù)、人體工程學(xué)等，可用于測(cè)量廣泛領(lǐng)域的物理量。

此外，應(yīng)用應(yīng)變傳感器的傳感器包括加速度傳感器、稱重傳感器、壓力傳感器、位移傳感器和扭矩傳感器。

應(yīng)變傳感器原理

應(yīng)變傳感器的一般結(jié)構(gòu)是由薄絕緣膜上的薄金屬膜制成的鋸齒形布線。請(qǐng)注意，由金屬膜制成的布線是通過光刻形成的，并且應(yīng)變傳感器使用特殊的粘合劑粘附到被測(cè)量的物體上。

應(yīng)變傳感器通過將樣品表面上的應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電信號(hào)來執(zhí)行測(cè)量。使用該傳感器，整個(gè)電路的電阻根據(jù)樣品中的應(yīng)變而變化，因此可以通過測(cè)量電阻來量化應(yīng)變。如果待測(cè)物體在安裝有應(yīng)變傳感器的情況下產(chǎn)生應(yīng)變，則應(yīng)變傳感器的鋸齒形接線將根據(jù)應(yīng)變而膨脹和收縮。

當(dāng)導(dǎo)線拉伸時(shí)，導(dǎo)線的截面積變小，電阻增大，當(dāng)導(dǎo)線收縮，截面積增大時(shí)，電阻減小。可以根據(jù)電阻的變化來測(cè)量和量化應(yīng)變量。惠斯通電橋電路用于檢測(cè)該應(yīng)變傳感器電阻值的微小變化。

在惠斯通電橋電路中，在電橋的輸入側(cè)施加電壓，在輸出側(cè)測(cè)量由于被測(cè)物體的應(yīng)變而變化的電壓。根據(jù)該差異，可以檢測(cè)到應(yīng)變傳感器接線的電阻變化，并由此可以量化被測(cè)物體上的應(yīng)變。應(yīng)變傳感器的接線大多由金屬箔制成，但也有一些由半導(dǎo)體制成。還有利用陶瓷壓電效應(yīng)的應(yīng)變傳感器。

應(yīng)變傳感器的類型

應(yīng)變傳感器包括單軸型和多軸型，單軸型僅具有一個(gè)鋸齒狀接線的元件，而多軸型則具有兩個(gè)或多個(gè)元件。在多軸設(shè)備中，兩個(gè)元件被布置為部分重疊。

有多種類型，例如適合測(cè)量泊松比的類型，以及適合應(yīng)力分析的三元件部分重疊排列的類型。此外，具有多個(gè)平行排列元件的裝置適用于應(yīng)力集中區(qū)域的應(yīng)變分析。

如何選擇應(yīng)變傳感器

除了根據(jù)測(cè)量對(duì)象選擇應(yīng)變傳感器的類型和應(yīng)變方向上的接線長(zhǎng)度（標(biāo)距）外，使應(yīng)變傳感器的線膨脹系數(shù)與應(yīng)變傳感器的線膨脹系數(shù)相匹配也很重要。被測(cè)物體的線性膨脹是一個(gè)重要點(diǎn)。

有關(guān)應(yīng)變傳感器的其他信息