传感器原理与工程应用(第2版)
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A部分 电阻应变式传感器

在电阻应变式传感器中,实现非电物理量到电量转换的元件是电阻应变片。电阻应变片在应用中分两种情况:一是作为敏感元件直接粘贴在构件上,用于测量构件受力情况,例如,应变片在大坝、桥梁、建筑结构、航天飞机、船舶结构、发电设备等工程结构的应力测量和健康监测中的应用;二是作为转换元件粘贴在弹性元件上,将其他物理量通过弹性元件转换成应变,从而构成称重、压力、位移、扭矩、加速度等各类传感器。

电阻应变片及其组成的传感器具有以下独特优点:

(1)测量灵敏度和精度高,量程大。最小可测1~2με(微应变),最大可测2×105με,一般精度达0.5%~0.01%,最高可达0.005%。

(2)结构简单、尺寸小、质量小、使用方便,适合静态、动态测量。目前电阻应变片最小栅长仅为0.2mm,可测500kHz动应变。

(3)性能稳定可靠,适应性强,可在高温、超低温(-269℃~1000℃)、高液压(数百兆帕)水下、高速旋转(数万转/分)、强磁场(十几万高斯)、核辐射等恶劣环境下使用。

(4)易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距离测量和遥测。应变测试仪器已发展成多通道(1200通道)、多功能的智能仪器,不但可对爆破、导弹发射等瞬态过程进行测量,还可对大坝、桥梁等构件受力状况进行长期监测,形成传感网络,具有数据的无线传输、存储、自动报警等功能。