
金属电阻应变片和半导体材料在应变效应上有显著区别。金属电阻的应变效应主要源于其几何形状的变化,而半导体材料的应变效应则更多依赖于材料电阻率随应变的变化。
测量电桥根据供电类型可以分为直流电桥和交流电桥。直流电桥采用直流电源,仅适用于直流元件,如电阻应变片。而交流电桥则使用交流电源,适用于所有电路元件,包括电阻应变片和电容。
电阻应变式传感器产生横向误差的原因复杂。当应变片粘贴在单向拉伸力试件上时,其敏感栅由多条直线和圆弧部分构成。直线段上的金属丝仅沿轴向感受拉应变,电阻值增加。然而,圆弧段上的轴向应变与直线段不一致,导致相同长度的微段电阻变化不同。圆弧段处,由于泊松效应,在垂直方向产生负的压应变,使得该段的电阻最小。而在圆弧的其他部分,轴向应变从正变化到负。这表明,即使金属丝长度相同,其应变状态也不同,从而降低了灵敏系数。这种现象称为横向效应。
应变片的横向效应揭示了实际使用条件与标定灵敏系数时条件差异可能导致测量误差。当测量精度不满足要求时,需进行适当的修正。横向效应的存在提醒我们在实际应用中,必须考虑使用条件与标定条件的匹配性。
以阻值为120Ω、灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和120Ω固定电阻组成电桥为例,假设供桥电压为4V。在进行测试时,必须充分考虑这些因素对测量结果的影响。横向效应的修正对于提高测量精度至关重要。
总之,正确理解和应用金属电阻应变片和半导体材料的应变效应及电桥的工作原理,有助于我们在实际应用中获得更准确的测量结果。详情