电阻应变式称重传感器的电阻应变片

由此可见，电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。

电阻应变片
电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为“应变效应”。
半导体应变片是用半导体材料制成的，其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现象。
应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上，构件受力后由于测点发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由专用仪器测得其电阻变化大小，并转换为测点的应变值。
金属电阻应变片品种繁多，形式多样，常见的有丝式电阻应变片和箔式电阻 应变片。
箔式电阻应变片是一种基于应变——电阻效应制成的，用金属箔作为敏感栅的，能把被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。
光学应变片
光学应变计一般采用不超过 4-9 微米直径的布拉格光栅 玻璃纤维 制造。
光学应变片
光学应变片
一般来说,人的头发直径为60-80微米.纤维芯被直径大约125 微米的纯玻璃覆盖层所包围。
基于布拉格光栅的应变片有以下优势：
1. 对电磁场不敏感
2. 可以用于可能爆炸的环境
3. 高震动负载情况下，材料（玻璃）不会产生故障
4. 可以测量更大的应变，一般电阻应变片的最大应变为数百微应变，而光学应变片的可测量的最大应变为7000微应变
5. 更少的连接线，因此会对测试物体产生更少的干扰
6. 互连需要大量的传感器，不同的布拉格波长可以集成在一个光纤中.
应变片的构造编辑
应变片有很多种类。一般的应变片是在称为基底的塑料薄膜（15-16μm）上贴上由薄金属箔材制成的敏感栅（3-6μm），然后再覆盖上一层薄膜做成迭层构造。[2]
应变片构造
应变片构造
箔式电阻应变片
应变片的分类编辑
按材料分： 金属式体型——丝式、箔式、薄膜型；
半导体式体型——薄膜型、扩散型、 外延型、PN结型 按结构分：单片、双片、特殊形状 按使用环境：高温、低温、高压、磁场、水下；
主要特点：
1、 部分应变片具有自补偿功能，不需要补偿片，自身就能抑制应变温度漂移的功能。
　　2、 产品品种多、可以给客户在不同的测量场合，提供完善应变测量选择，主要有：普通、低温、高温、超高温防水、复合材料、混凝土、焊接式、焊接防水、半导体、测残余应力、等非常完善的产品规格和型号。
　　3、 测量温度范围广：-269℃-800℃
　　4、 产品稳定性好、长时间测量，产品测量结果稳定。
　　5、 产品的测量形状多样，可以测量多种力学信号，如：测量扭矩、剪切应力、集中应力、等等。
应变片原理编辑
将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或
应变片原量
应变片原量
缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。即：
其中，R：应变片原电阻值Ω（欧姆）
ΔR：伸长或压缩所引起的电阻变化Ω（欧姆）
K：应变片的灵敏系数（常量，由应变片的生产厂家提供）
ε：应变
不同的金属材料有不同的比例常数K。铜铬合金的K值约为2。这样，应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。但是由于应变是相当微小的变化，所以产生的电阻变化也是极其微小的。
要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的，一般的电阻计无法达到要求。为了对这种微小电阻变化进行测量，我们使用带有惠斯通电桥的专用应变测量仪。
应变片的应用编辑
应变片主要应用于传感器。振动时效效果取决于振型的选择。为确保准确地消除或降低工件关键部位的残余应力，防止焊接、切割、铸造、锻压、机加工件变形与开裂。Sigmar开发出多种常规时效设备，可为用户提供科学的工艺振型分析、方便的设备操作功能，以便定性地保证时效工艺效果……它们可分为分为4个系列16个规格。
传感器的定义
能把被测物理量或化学量转变成为电量的一种器件或元件叫传感器（又称变换器）其中我们平时接触较多物理量就有温度、湿度、质量、重量、力、压强、速度、加速度、长度、角度、液位、流量、密度等；与此相以对应，生产和生活中就需要温度传感器、湿度传感器、称重测力传感器、压强传感器等。
电阻应变式称重测力传感器
称重传感器的定义：
一种已考虑到使用当地的重力加速度和空气浮力影响的用来测量质量的传感器。称重传感器能把被测质量转换成电压信号。有各种各样的称重传感器，例电容式称重传感器；电磁平衡式传感器，有压电式称重传感器等等。
应变式称重传感器
采用电阻应变片作为敏感元件制造生产的称重传感器叫应变式称重传感器。
应变式测力传感器
采用电阻应变片作为敏感元件制造生产的能把各种力学量转换为电量的传感器叫测力传感器。例拉力、压力、压强、扭拒、加速度等传感器。
应变式称重测力传感器与测力传感器之间的关系
从理论上说，质量表征实体的一种性质，，其测量单位是千克，而力学量是一种向量，测量单位是牛顿及其它导出量，彼此毫无关系。但由于质量不能直接测量，质量是利用质量在地球重力场中的力效应（重量）来测量的，所以从测量技术而论它们彼此是同类的。

电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。他的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。
设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：
R = ρL/S（Ω） （2—1）
当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。
对式（2--1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。我们有：
ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2）
用式（2--1）去除式（2--2）得到
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S （2—3）
另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则 Δs = 2πr*Δr，所以
ΔS/S = 2Δr/r （2—4）
从材料力学我们知道
Δr/r = -μΔL/L （2—5）
其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L
=（1 + 2μ+（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L
= K *ΔL/L （2--6）
其中
K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L） （2--7）
式（2--6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。
需要说明的是：灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数，它和应变片的形状、尺寸大小无关，不同的材料的K值一般在1.7—3.6之间；其次K值是一个无因次量，即它没有量纲。
在材料力学中ΔL/L称作为应变，记作ε，用它来表示弹性往往显得太大，很不方便
常常把它的百万分之一作为单位，记作με。这样，式（2--6）常写作：
ΔR/R = Kε (2—8)

17229405005：这个衡器的称重传感器是什么原理?
敖阮孟 ：答：电阻应变式称重传感器， 是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为...

17229405005：电阻应变式称重传感器的电阻应变片
敖阮孟 ：答：电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。他的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的...

17229405005：电阻应变片四线怎么接?
敖阮孟 ：答：称重传感器四根线的接法是：红+接电源；黑+接电源；绿+接信号；白+接信号；接地的一般都是有单独的一根线（行内话称屏蔽线）。称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正...

17229405005：应变片电阻传感器和电阻应变式传感器是一样的吗?
敖阮孟 ：答：应变片电阻传感器和电阻应变式传感器都是应变测量传感器，但它们的工作原理不完全相同。应变片电阻传感器是一种将应变转换为电阻变化的传感器。它包含一个应变片，当受到外力作用时，应变片会发生形变，从而导致其电阻值发生变化。通过测量电阻值的变化，可以确定应变片所受到的外力大小。而电阻应变式传感器是...

17229405005：电子秤的传感器工作原理是什么样的?
敖阮孟 ：答：电子秤的传感器工作原理：电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理，弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片也随同产生变形。电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而完成了将外力变换为电信号的过程。

17229405005：称重传感器的工作原理
敖阮孟 ：答：电阻应变式称重传感器的称量范围为几十克至数百吨,计量准确度达1/1000～1/10000,结构较简单,可靠性较好。大部分电子衡器都使用这种传感器。电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理:弹性体弹性元件,敏感梁在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片转换元件也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生...

17229405005：什么是应变片应变片的应用
敖阮孟 ：答：应变式称重感测器 采用电阻应变片作为敏感元件制造生产的称重感测器叫应变式称重感测器。应变式测力感测器 采用电阻应变片作为敏感元件制造生产的能把各种力学量转换为电量的感测器叫测力感测器。例拉力、压力、压强、扭拒、加速度等感测器。应变式称重测力感测器与测力感测器之间的关系 从理论上...

17229405005：电阻应变片形变量有多大?其粘贴的受力物体需要很大形变,才能引起应变...
敖阮孟 ：答：电阻应变片是一种电阻式的敏感元件,它一般由基底、敏感栅、覆盖层和引线四部分组成。把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上,即成为一片应变片。现在使用的称重传感器、力传感器,绝大部分都是电阻应变式传感器。随着传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用,对传感器技术的...

17229405005：什么叫做电阻应变片
敖阮孟 ：答：电阻应变片也称电阻应变计或应变计或应变片，是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。以电阻应变片为核心元件可以制成应变式传感器。应变式传感器，是利用电阻应变效应制成的传感器，是常用的传感器之一。电阻应变效应，是指金属导体的电阻值随其机械变形而发生变化的现象 ...

17229405005：电阻应变式传感器—应变片?
敖阮孟 ：答：电阻应变片的工作原理金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象俗称为电阻应变效应