应变仪

定义：应变仪是一个受到一些时的设备迫使抗性的结果变化材料。阻力的变化是以一种衡量的加载要么移位。它基本上测量应变对应力的应用。应变仪直接用于测量负载和间接地用于测量位移。

应变仪是发明的1938年，借鉴爱德华e simmons.和亚瑟C毁了。

应变仪在许多探测器和换能器中用作为二次换能器。如装载电池，扭矩计，温度传感器，加速度计等。

应变仪理论

让我们拿一条电线长度'L'和横截面区域'a'

如果线拉伸或压缩，则导线的电阻将改变。这是由于尺寸变化和材料的性质称为压电效果。

压电效果说明尺寸变化导致导体变化它的抵抗性。电阻应变仪也被称为压电仪表。

阻力由ρ=材料的电阻率，

L =材料的长度，

a =材料的横截面积

关于差分电阻方程，我们将有

轴向应变为 -

横向应变为 -

泊松比是

ν=横向应变/纵向应变

电线量是

关于差异化

此外，以来，

因此，

所以，

据我们所知，

将L DA的值替换在上方等式中，

因此，

将上述等式除以

结果我们将有，

仪表因子由，：1 =由于长度变化导致的电阻变化

2ν=由于该区域的变化导致的电阻变化

=由于压电效应导致的电阻变化

当菌株被忽略时，

仅当压电效果几乎可以忽略不计时，上述等式才有效。

的价值泊松比对于所有金属之间都是0到0.5，这给了一个仪表因子大约值2。

应变计的类型

应变仪基本上分为以下类别 -

1. 无限的金属应变仪

它是一种仪表，其中导线在两个点之间的绝缘介质中拉伸。绝缘介质可以是空气。

线可以由诸如的合金制成铜镍那铬镍那镍铁直径约0.003毫米。该仪表因子对于这种类别的应变计是关于2至4.养育力量2mn.。

这些几乎完全用于换能器应用，其中预加载电阻导线以惠斯通桥配置连接。

2.粘合线应变仪

随着换能器的构造，粘合金属线应变仪用于应力分析。电阻线应变仪的直径为0.25mm或更小。

细电线的栅格粘合到载体上。它可以是一张薄的纸张，肉饼或一片铁氟龙。

为了防止电线从任何机械损坏，它以薄薄的材料覆盖。焊丝的扩散允许我们在网格上具有均匀的应力分布。

载体用粘合材料粘合。因此，实现了从载体到电线网的良好的应变转移。

一种电阻线应变仪必须具备以下内容特征为了具有理想的结果 -

• 应变仪应该有一个高的价值仪表因子。高压因子表示一个抵抗力大变化，这导致了高灵敏度。
• 仪抗性应高，以最小化测量电路中阻力的不希望变化的影响。

通常，应变仪的电阻是120Ω那350Ω那1000Ω。但是A.高阻价值结果较低的灵敏度。因此，为了具有更高的灵敏度，必须使用更高的桥电压。

• 应变仪应具有低电阻温度系数。
• 它应该拥有线性特性为了使校准的恒定整个范围。
• 应变仪必须有一个良好的频率响应。线性度应保持在精度限制范围内。

3.粘结金属箔应变仪

此类别只是先前定义的粘合金属线仪的延伸。这些金属箔应变仪使用类似的材料来引线应变仪。这些广泛用于应力分析应用和许多换能器。

下图显示了典型的粘合金属箔应变仪 -

箔式仪表具有更高的工作温度范围。这是因为与铁丝卷绕应变仪相比，它具有更高的散热能力。这是由于其较大的表面积相同的体积。

大表面积导致更好地粘接。

4.半导体应变仪

半导体应变仪的作用取决于压电效果即，由于电阻率导致的电阻变化。

这些主要用于需要高规格因子和小包络的条件下。半导体变化的电阻随着应用菌株的变化。

由于名称表示半导体应变仪使用半导体材料。如硅和锗为了他们的建筑。

典型的应变仪材料具有晶体材料，其是应变敏感的，与夹在保护基质中的引线。

半导体应变仪的优点-

1. 它们具有较高的仪表因子的价值±130。
2. 这些提供了出色的半导体滞后特性。
3. 他们的长度很小0.7至7mm。
4. 这些非常有助于局部应变的测量。

半导体应变计的缺点-

1. 这些对温度的变化非常敏感。
2. 半导体应变仪具有差的线性度。

5.扩散应变仪

这种类别的应变仪基本上用于换能器。这里，采用扩散过程，其用于IC制造。在压力传感器中，使用这些传感元素。

应变计温度补偿

下图显示了应变计温度补偿电路 -

这里，活性计将受到应变，但伪仪不会受到菌株。主动和虚设仪表的温度必须保持恒定。

电阻的变化始终由惠斯通桥测量。基本上有两种类型的测量 - 一个是使用均衡桥的其他是使用不平衡的桥梁。

让我们看看下面显示的平衡桥电路 -

对于要平衡的桥梁，点'B'和'D'必须处于相同的潜力。

一世₁R.₁= I._4.R._4.

一世₂R.₂= I._3.R._3.

潜水以上2方程

在探测器中没有电流的情况下

一世₁= I.₂和我_3.= I._4.

所以，

让R.₁= R._X

这只是意味着R._4.要么R.₂可用于补偿温度。

它有时被称为环境温度补偿。

应变仪的应用

• 它用于确定机器产生的压力。
• 在组件测试期间，使用应变仪。
• 在...方面土木工程，应变仪用于使轨道保持良好状态。
• 当应变仪附着在A上时，测量发动机上的扭矩dyno.。
• 应变仪用于测量菌株及其相关应力在实验应力分析中的相关应力。

正如我们所知，仪表因子是抵抗长度变化的分数变化的比率。因此，对于金属应变仪，规格因子通常为2。