Mi牡Mi讥ARul
4.«Ri,a2iRjJ?
4q
^2-2…台用等涌度聳作为沖性元件的电子秤■在鑒的上、卩面各贴两片相同的电聊应愛片（K=町如图2吃（韵所示心ESH/=IWmm,6"1mni=3mm,E-2x104M/mm\现將四丰应变片攥入图（b）克流拼路中.电桥电叢电托JJ-fiV“当力f=Q.5眾时•求电桥輪也电压%七
解：
由图5）所示四片相同电齟应变片聒于尊窿度梁上，下面各两片「号亟力F柞啊梁端部耳.魅匕表面&和尺』产生止厲变电肌蟹化而T表面R.和&则产生负应变电阻亶化.其
应变絶对值相等.即
U
AR.寸3
电阻相对变化屋为
凡一卫？
现将四个应变电限揽图〔讨所赤接人轿路组咸彈曹全祈电路.其检出桥粘电压为
门M门v门一覚"6M
例2-3采用阻值为120Q灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Q的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V,并假定负载电阻无穷大。
当应变片上的应变分别为1和1000
时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。
最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。
例2-4采用阻值F=120Q灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片与阻值R=120Q的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V。
当应变片应变为1000时，若要使输出电压大于10mV则可采用何种工作方式（设输出阻抗为无穷大）？
解：
由于不知是何种工作方式，可设为n,故可得：
门畑2xlOxlO-3“
t70==-10
得n要小于2,故应采用全桥工作方式。
例
2-5
电阻应变片的灵敏度K也沿纵向粘貼于直4?
*0,05m的圆形钢柱表面，钢材的EPX
lO'N/n2・P=0.3.求钢柱受1加竝力作用时，应变片电明的相村变化駐°乂拧应殳片沿
解：
（1）沿纵向粘贴时:
例2-6
采卑聊个愕能完令相同的电阳血变片（灵厳庖系数为10・将祐貼再薄増厨筲式
压力饕感尤件外表圓周方向、弹性兄件周田厅向应变£=p,式中，戸为持测
2（D-d}E
比力*#为泊松比*£为畅氏模d为简内枪*D为简外桂。
现采用自流电桥坯路*供唱
桥压山脛求满足如F条什：
（I）该压力伎粥器疔潇度补倦作用；⑵桥將输山电压灵敏港热
高*
试固出应变片粘詁位玄利和应桥歸駅理期并写出桥蹄输出屯压衷迖式°
解：
按题意要求圆周方向贴四片相同应变片，如果组成等臂全桥电路，当四片全感受应变
时，桥路输出信号为零。
故在此种情况下，要求有补偿环境温度变化的功能，同时桥路输出
电压还要足够大，应采取两片R,、R3贴在有应变的圆筒壁上做敏感元件，而另两片R2、R4
贴在不感受应变的圆筒外壁上作为温补元件，如图（a）所示。
然后再将四个应变电阻接入
图（b）桥臂位置上。
此时被测压力变化时，尺、R3随筒壁感受正应变量j030。
并且13；R2、R4所处位置筒壁不产生应变，故240。
桥路输出电压UO
只与敏感元件Ri、R3有关，故把Ri、R3放在对桥臂上，可获得较高的电压灵敏度。
则输
出信号电压u0为
另一方面R2、R4放于桥臂上与Ri、R3组成的全桥测量电路，当环境温度变化时产生的电阻
变化量均相同，故对环境温度变化有补偿作用，使
例2-7
有一吊举的拉力推感基怕启圈所示*其屮电阻应变片刘、R2,R3.战贴柱等輕面轴上.
已知RKK2、K3.K1杠称阻值均为120Q・桥路电压为纵物車血引起Kl.R2变化增屋为
1.20・
1画出內变片组成的电桥电骼"
2计弊出测得的输出电医和支桥输出灵敏度*
3说明K箕嗣起到什么作用？
解：
①应变片组成半桥电路:
4
id*-
2KE1
2
3R3、R4可以进行温度补偿。
练习题：
一、单项选择題
1、为诚小或消除卄线性沃差的方仏町采用<人
二提鬲供龟电拯B.提高桥臂比
C.提高桥臂电阳恒D.提高电压灵敏熨
2、全桥瓷功业路的电压灵敏度是单搭丁作时的（h
A.不变B.2C.■!
信：
D-6倍
3、电阻应变片配用的测量电路中*为了克JK分布电容的彫响，多釆用（
A.总流平復•电桥
C.交谎平衡电桥
B,直流不平衡电折
D,
丈流不平徇业侨
4、
通常用腹变式仪感褂测屋（）.,
A.温度
B.
C,加速度
D.
电阳
5.
影响金属律电村料应变灵娥系数K
的主耍因盍是（）-
A.&电村料电阳率的变化
B.
昏电材料几轲尺寸的变化
匚护电村料鞫理性航的变化
D+
导电材料化学性质的变化
6、
产生应变片温度谋差的上蟹原丙育
（
A.吐肌锥右温度系数
B.
试件与电肌绘的线膨味系数相同
□収呪丝承賀应力方向不同
D+
电啊丝与试件材料不同
7、电阳应变片的线路温度补偿方法冇（）。
A.差动电桥补偿法B.补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法
C.补偿线圈补偿法D.恒流源温度补偿电路法
&为应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴线上受-维应力作用时，驱灵敏系数K的定义足（）o
A.应变片电阻变化率与试件主应力Z比
B.应变片电阻与试件主应力方向的应变Z比
C.应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变Z比
D.应变片电阻变化率与试件作用力Z比
9、制作陶变片敏感栅船材料中.用的彊多的金屈材料是（）。
A.铜B.伯C.康洞D.探辂合金
10、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使具灵敏度高、非线性误差小（
A.两个桥臂都应当用人电阴值工作应变片
B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联
C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的丁作应变片
D.两个桥臀应当分别用战变屛变化相同的工作冋变片
1U在金属箔式应变片单劈单桥测力实验中不需要的实验设各是（九
A.直流总压电澹B.低迪滤波器
C.差动放人器D.电压表
12、关「•电阴应变片，卜列说仏中1E确的足（）
A.应芟片的轴向应变小丁•径向屁空
B.全属电阻应变片以压阻效应为主
C・半导体应变片以应变效应为工
D.金属应变片的灵敏度主要取决丁受力肩材料儿何尺寸的变化
13、金屈纥的电阳随首它所受的札械变形（拉伸或压缩）的人小丽发生和应的变化的现彖称为
金属的（）.
A.电阻形变效应B.电阻应变改TC.压电效应D.FRV枚应
14、箔式应变片的箔材厚殘名布（）Z间。
A.0.001.〜0.OhmB.0.01.〜0・Inn
C.0.01〜0・1.PmD.0.0001~0・001Pm
15、（）是采用克空蒸发或克空沉枳等方法.将电阻材料在基底上制成耳各种形式
敏感栅而形成应变片•这种应变片乂墩系数吕，易实现丄业化生"，足•种很徇前途的豹型应变片。
A.箔式应变片B.半导体应变片C.沉积般应变片D.消肢应变片
16、日前，薄膜应变片在实际便用中的主要问题足较难控制其电阻対（）的变化关系。
A.电流和肘闾B.电压和时间C.温度机时仙D.盘度和电流
17、绝缘电阴，即敏感栅与莫底间的电阳值，一股应人J：
（）e
A.LOXe+lOQB.10Xe+12QC.10Xe+9QD.10Xe+llQ
18、应变片的战变极限是指在温度一定时.指示应变值利fl实应变的相对差（巾尔超过一定数
值时的绘人真实应变数姒，一般差值规定为（），当指示应变值人「真实应变的该
比例值时，真实应变值称为应变H的极限应变。
A.15%B.20%C.8%D.10%
19、娴变是指己粘贴好的应变片，在温度一定并承受-定的机械应变时，指示应变值随（）的变化。
A.位移B.压冬C•时间O外力作用
20、*（）和应变片.以及一些附件（补偿尤件、保护罩等）组成的装忙称为应变式传感
器.
A.弹性元件B.调理电路C.借兮采筆电路D.敏感元件
21、应变片的允许工作电流参数是指（）
A允许通过应变片rfn絶缘材料因受热而未损坏的最A电流
B允许通过应变片而敏感栅受热未烧坏的聂人电流
C允许通过应变片而敏感栅受热耒烧坏的绘人电流
22、直流电桥平衡的条件是（>o
A相临两臂电阻的比值相等
B相对两臂电阻的比值相等
C和临两臂电阻的比值不和等
D所有电阻都相等
23、玄流电桥的平衡条件为（>
A・相邻桥腎阻值乘枳相等B,相対桥臂阴值乘枳相等
C.相対桥臂阻值比值相等D.相邻桥臂阳值Z和相等
二•、填空题
1、单位应变引起的称为电用丝的灵破度糸数。
2、产生电阻应变片富雯i吴差的乞耍因索令的歩响和
_的彫啊。
3、口:
流电桥平衡条f|足.
1、宜流电桥的电用灵敏度与电桥的供电电压的关系見关系・
5、电阴应变片的温度补卷中，杆采用电桥补偿注测帛应变时，粘站在被测
试估表面卜・补偿应变片粘贴存与械测试件完全相同的I'.Ft补偿应变片
6、半导体两变H丁作廉理是葺I'-效应•迄的灵敏条数比金属横变片的灵敏乐数
7、电阴咸变片的配用测屋电路采甲差动电桥时.不仪町以消除冋时坯
能起到的作用C
8、电阻应变式传感器的核心尤件是•氏工作原理是某于■
9、应变式传感器屮的测显电跆足式将应变片的传换成的
变化，以便方便地显示彼测卄电屋的人小.
10、屯駅应变片的配用测吊电储眾片处动电桥时，不仅町以消徐.同时还能
起到的件用，
11、咸变式传膳器总由和电阳应变片尺旳附件不成的。
12、电阻应变片由、基片、覆盖山和引线等部分组成.
13、电阻应变片的工作原理就E依搁、'殳滾应建'7.崎变形之何的農值关系而
丁作的・
14、金居丝在外力作用卜•发生机械形变时它的电阳值将发生变化.这种现彖称
—效应；同体受到作用力后电阻率娈发生变化，这种现後称效应。
15、电肌应变片的温度补偿力法有：
和。
16、箔式屉变片系利用照和制版或的方沈・埒电审箔树在绝嫁乩底卜制成外种
图形向成的应变片.
17、薄膜应变片的号度左U卜°・
L8、应变片町以把应变的变化转拱为电氓的变化，为显示与记录应变的人小，还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化，完成I：
述作用的电路称为电阳迪变式传感器的__-股采用测鼠电桥.
19.压电材料件三类：
压电晶体、压电陶逮和.
20.M线的电阴琏規成故感椅拆氏煨相同但亦变小环閱帰型分怔足敏陵K卜降八这神埋
雜称为皱融
21、屉变式恨匾購屋利用业阳应变片将传换为窘化的传慮器.传摘潜中在邨性
/uftkffitt比杵枸威、丼性无件用來・丘件帘
来“
22.电肌应变片的温搜谋签艮Ft]的改妬测啟带来的附！
JI1试更，H广上m廉凶
有的涉响和的雷响柑
23、娶把er卜应变引起的齟小电阳变化特确的團虽岀來，盂采用特别険计的懑疏战歸*通常
案用戦百
対.减小或消除■!
卜线性泯熬的方诜竹和采阳誥动电桥”苴屮沏电桥町分为
和脚种疔式亠三、简答与计算题
2-I一应变片的电阻R=120fl^=2.Q5.ffi作应变为SOOpm/ni曲传醒元乐求：
⑴朋和AR/心⑵若电谆电压17=3V.^Jt时电桥的输出电压g
2-2如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3V,R3=F4=100Q,R和R为同型号的电阻
应变片，其电阻均为50Q，灵敏度系数K=2.0。
两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面
图2-2
2-3什么是金属材料的应变效应罕什么是半导休材料的压阻效应?
24比较金属理应变片和半导林应变片相同点和不同点？
2-5比较各种电桥电路的灵敏度。
答案：
1、B2、C3、D4、C5、A6、A7、B8、C9、B10、C11、B12、D13、B14、A15、D16、C17、A18、D19、C20、A21、C22、A23、B
1电阻值变化量2、电阻温度系数；试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数
3、相邻两臂电阻的比值相等4、正比5、工作应变片；补偿块；不承受应变
6、压阻；大7、非线性误差；提高灵敏度8、电阻应变片；电阻—应变效应
9、电阻变化量；电量10、非线性误差；温度补偿11、弹性元件12、电阻丝
13、力14、应变；压阻15、线路补偿法；应变片自补偿法16、光刻腐蚀17、0.1艸
18、信号调节电路19、有机压电材料20、横向
21、应变；电阻；电阻应变敏感元件；感知应变；电阻应变敏感元件；将应变转换为电阻变化22、环境温度；电阻温度系数；试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数
23、直流电桥；交流电桥24、提高桥臂比；半桥差动；全桥差动
三2-10U970,1.64x10-^
（2）1.23mV
2-2此电桥为输出对称电桥，故U0
103
15/mV
升级会员 