力敏传感器PPT课件.pptx

力敏传感器是一种重要的传感器类型，主要用于检测物体受到的力或压力变化，并将其转换为电信号输出。本课件主要介绍了金属应变片式传感器，它是力敏传感器的一种常见形式。 金属应变片式传感器的核心是金属应变片，它的工作原理基于金属的电阻应变效应。当金属丝受到外力作用而发生机械变形时，其电阻值会随之改变。通过数学公式我们可以看出，金属丝的电阻变化与其长度变化和截面积变化有关。金属丝长度的相对变化（应变）和电阻率的相对变化共同影响着电阻的相对变化。应变灵敏系数 KS 描述了单位应变引起的电阻相对变化，对于金属材料，它通常近似等于1+2μ，其中μ是材料的泊松比。 应变片的结构包括敏感栅、基底、盖片、引线和粘结剂。敏感栅通常由金属细丝制成，有多种规格，如60Ω、120Ω、200Ω等，120Ω是最常用的。基底和盖片的作用是保持敏感栅和引线的形状，保护敏感栅免受环境影响。引线材质要求电阻率低、温度系数小且易于焊接。粘结剂则用来固定敏感栅和盖片，并将应变片粘贴在待测物体上，以传递表面应变。 金属应变片的主要特性之一是其灵敏度系数 KS，它表示电阻相对变化与应变之间的线性关系。实际应用中，金属应变片的电阻-应变特性会因材料、形状和环境因素有所不同，需要通过实验来确定其具体特性。 尽管金属应变片传感器有诸多优点，如高精度、宽测量范围、良好的频率响应、结构简单、重量轻，以及能在恶劣环境下工作，但也存在一些缺点，如非线性效应、信号微弱、抗干扰能力差，需要采取屏蔽措施。此外，它们只能测量一点或平均应变，无法显示应力场中的应力梯度变化，且不适用于高温环境。 总结来说，力敏传感器，尤其是金属应变片式传感器，是通过金属材料的电阻应变效应来测量力或压力的设备。其工作原理、结构组成、主要特性及其优缺点都在这个PPT课件中详细阐述，为学习者提供了深入理解这一技术的基础。在实际应用中，选择适合的应变片和优化设计可以提高传感器的性能，满足各种工程需求。