《电阻应变式传感器及其应用》是一份详细讲解电阻应变式传感器的PPT学习教案。这份资料主要探讨了金属电阻应变片的工作原理、结构、分类以及其主要特性。
金属电阻应变片的核心概念是金属的电阻应变效应，即金属材料在受到机械形变（如拉伸或压缩）时，其电阻会相应改变。具体来说，当金属丝受到应力作用，长度、截面积和电阻率都会发生变化，从而导致电阻的变化。这一变化可以通过电阻率、截面积和长度的变化公式来描述，其中灵敏系数k反映了应变与电阻变化率的关系。对于金属材料，由于泊松系数μ的影响，金属丝的灵敏系数k大约在1.5到2之间；而半导体材料的灵敏度则远高于金属，可达金属的50到100倍。
应变计，即利用应变效应将机械应变转化为电阻变化的传感器，其结构主要包括敏感栅，通常由高阻金属丝、栅状金属箔或半导体片组成，并黏附在绝缘基片上。应变计的分类多样化，可以根据尺寸、结构形式、使用环境、安装方式和材料来划分。金属丝式应变片、金属箔式应变片、薄膜应变片是常见的类型，其中金属箔式应变片因其横向效应小、性能优越而逐渐取代了金属丝式应变片。此外，还有针对半导体材料的体型、扩散型、薄膜型和外延型应变片。
应变计的主要特性包括高灵敏度和精确度，可以测量微小的应变，误差小，测量范围广泛，适用于各种恶劣环境。同时，它们尺寸小、重量轻，对测试件的影响小，具有良好的动态响应。然而，应变计也存在一定的缺点，如在大应变下的非线性问题，输出信号弱，抗干扰能力有限，且其性能很大程度上依赖于应变计本身的品质。
应变计的灵敏度系数K反映了应变与电阻变化的关系，而横向效应是指在传感器工作时，除了沿主要应变方向的变化，还可能在其他方向上产生不应有的应变，这会影响传感器的精度。因此，设计和选择应变计时需要考虑这些因素，以确保测量结果的准确性和可靠性。
电阻应变式传感器是通过金属电阻应变片感知并转化机械应变为电信号的设备，广泛应用于工程测量和科学研究中。了解其工作原理、结构和特性，对于正确选择和应用这类传感器至关重要。
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