更新时间:2022-10-24 23:07
即应变计的灵敏系数,有电阻应变计灵敏系数和电容应变计灵敏系数。电阻变化率△R/R和引起此电阻变化的构件表面在应变计轴线方向的应变之比,称为电阻应变计的灵敏系数。电容应变计的电容相对变化△C/C与引起此变化的构件表面在应变计轴线方向的尺寸相对变化之比,称为电容应变计的灵敏系数。
即金属导体的电阻-应变效应。将电阻应变计安装在构件表面,在应变计轴线方向的单向应力作用下,敏感栅的电阻变化率 和引起此电阻变化的构件表面在应变计轴线方向的应变 之比,称为电阻应变计的灵敏系数K即
它表示电阻应变计输出信号与输入信号在数量上的关系,是电阻应变计的主要工作特性之一。
将电容应变计安装在构件表面上,电容应变计的电容相对变化△C/C与引起此变化的构件表面在应变计轴线方向的尺寸相对变化△l/l(即应变量ε)之比,称为电容应变计的灵敏系数(K):
,
它表示电容应变计输出信号和输入信号之间数量上的关系。
是指应变片的单位应变所引起的应变片电阻相对变化。
是指直的电阻丝的单位应变所引起的电阻相对变化。
由于横向效应,应变片的灵敏系数恒小于同一材料金属丝的灵敏度系数。
当金属导体在外力作用下发生机械变形时,其电阻值将相应地发生变化,这种现象称为金属导体的电阻-应变效应,用灵敏系数K描述:
为轴向应变。
考虑一段金属导体(l,ρ,S),如(图1)所示 :
未受力时,
全微分,有:
代入S=πd2/4,△d/d=-m(m为泊松比)得:
故金属电阻应变片的灵敏系数K为:
对于金属材料,较小,可以略去;且,则实际测得K≈2.0,说明项对K 还是有一定影响。
一般在应变极限内,金属材料电阻的相对变化与应变成正比:
制造敏感栅的常用材枓有铜镍合金(康铜)、线铬系合金、铁铬铝含金,镍铬铁合金、铂和铂合金等。前三种最常用。这些合金的灵敏系数为2~6。
半导体应变计灵敏系数比金属丝应变计高50倍以上,用于测量力、扭矩和位移等的传感器上。但其灵敏系数随温度而显著变化。
电容应变计的灵敏系数高(从十至一百),频率响应髙,能在恶劣环境(如高温、低温、核辐射环境)工作,重复性好,稳定性高。