力学量传感器
定义： 将力/压力等力学量信号变成电信号的装置
可测对象： 力、压力、负荷、加速度、扭矩、位移、流量、振动
应变计
金属应变计
基本原理
金属导体收歪理作用是发生机械形变，导致其阻值大小发生变化的现象。
典型结构：1. 金属电阻丝
- 基底
- 覆盖层
- 引出线
分类：丝式应变片、箔式应变片、薄膜应变片
金属应变片参数：电阻值、灵敏度、机械滞后、蠕变、零漂、绝缘电阻
温度自补偿应变计
温度误差及其产生原因
由于环境温度变化引起的电阻变化与试件应变锁咋成的电阻变化几乎有相同的数量级，从而产生很大的测量误差，称为应变片的温度误差。
产生的两个因素：
- 应变片的电阻丝有一定温度系数
- 电阻丝材料与测试材料的线膨胀系数不同
温度补偿
- 选择式自补偿应变片
- 双金属敏感栅自补偿应变片
- 电路补偿法
半导体应变片
压阻效应
半导体材料受到应力作用时晶格间距发生变化，使其电阻率发生变化的现象。
半导体应变片的分类
- 体型半导体应变计
- 扩散型半导体应变计
- 剪切型半导体应变计
应变计的测量原理和测量线路
通常采用电桥电路实现把应变计的电阻变化转换成电压或电流变化。
电桥分为：直流电桥和交流电桥
种类
- 直流电压源单臂电桥
- 半桥差动电路设计
- 全桥差动电路
- 高内阻恒流源供电的测量电桥
应变式传感器的结构设计及应用
作业
第二题
何谓金属的应变效应？怎么利用这种效应制成应变片？试分析金属应变片与半导体应变片原理上有何不同？
何谓金属的应变效应？怎么利用这种效应制成应变片？
金属的应变效应：金属导体受外力作用时发生机械形变，导致其阻值大小发生变化的现象。将应变转化为电阻变化的金属电阻应变效应。
应变片结构：金属电阻丝作为转换元件，基底将应变传递到铭感栅的中间介质，起到电阻丝和试件的绝缘作用，覆盖层保护敏感栅，粘着剂将电阻丝和基底黏在一起，引出线连接测量用的仪器。
试分析金属应变片与半导体应变片原理上有何不同？
金属应变片利用的是应变效应，半导体应变片利用的是半导体的压阻效应。
第三题
电阻式应变传感器为什么要进行温度补偿？其补偿方法有哪些？
电阻式应变传感器为什么要进行温度补偿？
因为环境温度变化引起的电阻变化与试件应变引起的电阻变化几乎相同，会产生测量误差。
其补偿方法有哪些？
自补偿法和线路补偿法
：选择式自补偿应变片、双金属敏感栅自补偿应变片、电路补偿
第五题
对于箔式应变片，为什么增加两端电阻条的横截面积能减小横向灵敏度？
横向灵敏度定义公式中,分子有一项是单位长度的电阻值,增加横截面积,单位长度电阻减小,所以横向灵敏度减小.
第八题
在半导体应变电桥电路中，其一桥臂为半导体应变片，其余均为固定电阻器，电阻器受到E=4300μ应变作用。若电桥测量应变片的非线性误差为1%，n=R2/R1=1，则该应变片的灵敏系数多少？减小直流电桥的非线性误差有哪些办法？尽可能提高供桥电源有什么利弊？
减小直流电桥的非线性误差有哪些办法？
- 提高桥臂比
- 采用差动电桥
- 采用高内阻的恒流源电桥
尽可能提高供桥电源有什么利弊？
可以提高灵敏度但是会受到电阻应变片的允许功耗的限制