应变片的基本原理及其应用介绍

简介：
本文章详细介绍了应变片的工作原理、分类及特点，并探讨了其在结构健康监测、应力分析等领域的广泛应用。 电阻应变式传感器（strainless type transducer）利用电阻应变计作为转换元件的传感器。这种类型的传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻以及外壳组成，可以根据不同的测量需求设计成多种结构形式。 当受到所测力的作用时，弹性敏感元件会发生变形，并且附着在其上的电阻应变计也会随之发生形变。随后，该变形会被转换为电阻值的变化，从而可以用来测量包括但不限于力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等物理量的数值。 尽管对于大范围内的应变量来说，其输出信号可能较弱且非线性较大，但可以通过一些补偿措施来改善性能。因此，在自动测试与控制系统中广泛使用这种传感器。 电阻应变片在受到外力作用时会产生机械形变，并导致电阻值发生变化，这体现了金属的应变效应。根据材料的不同，这些应变片可以分为两类：金属和半导体类型。其中，金属类型的又可细分为丝式、箔式以及薄膜式等几种形式；而半导体型则因其高灵敏度（通常是丝式或箔式的几十倍）及小横向效应等特点被广泛采用。 基于电阻应变效应与振动系统惯性力原理的结合，设计出了应变式加速度计。这种设备内部设置了一个“质量弹性系统”，在测量过程中将其固定于需要检测的目标物体上，使得仪器外壳随目标物一起震动，而直接测得的是质量块相对于外壳的位置变化。 应变式加速度计不仅结构简单且具有良好的低频特性，在实际的应用中表现优异。不过它的灵敏度相对较低，适用于1g~2g的量程范围，并能覆盖0到100Hz频率区间内的测量需求。通常会与动态应变仪配合使用以获取更准确的数据结果。