电阻应变压力传感器简介

中文名称：电阻应变压力传感器

英文名称：Resistance strain pressure sensor

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

电阻应变压力传感器工作原理

将电阻应变片粘贴在弹性元件特定表面上，当力、扭矩、速度、加速度及流量等物理量作用于弹性元件时，会导致元件应力和应变的变化，进而引起电阻应变片电阻的变化。电阻的变化经电路处理后的以电信号的方式输出，这就是电阻应变式传感器的工作原理。

电阻应变压力传感器分类

力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。电阻应变压力传感器按其应变化的分类来说，主要有电阻丝应变片、半导体应变片两类。

1.数学模型

电阻丝应变片一般是粘贴在传感器的弹性体上，当传感器承受压力后的，弹性体产生形变，引起粘贴在弹性体上的应变片电阻值变化。在一般情况下，传感器内都是由4个应变片组成一个测量电桥，在大多数的使用情况下，传感器内部4个应变片同时受力，并且在受压形变的作用下，2个应变片阻值增大，2个变小。

2.激励方式

电阻应变压力传感器的激励方式有恒压源和恒流源两种。在较理想的条件下，采用恒流源方式比恒压源在减少温度误差方面有更多的改善。

3.精度的提高

提高传感器使用精度的方法有很多，如提高放大电路性能，在二次仪表上采取补偿措施等等。但是在三次仪表有足够精度的情况下，提高传感器一次输出信号U精度则显得更为重要。在工业现场中，最主要的干扰源之一是电网的干扰，在恒压源激励方式下，提高激励电压E的抗干扰能力则最为有效。一般采用二级稳压供电和交一直一供电两种方式。

电阻应变压力传感器延长使用寿命

1.传感器量程的选择

在一般使用情况下，传感器的承受负荷不应超过传感器的额定负荷容量。一般情况下，应使其量程为额定负荷的150%左右。量程选择太小，不仅是影响其性能，而且影响使用寿命。

2.应变片的保护

应变片在潮湿环境中受潮会使绝缘电阻下降，导致测量灵敏度降低，甚至电桥不能正常平衡，无法投入工作。在水处理车间中，防潮、防腐显得尤其重要。比较有效的处理方法是传感器外表进行喷塑处理后的，均匀涂上中性凡士林，然后再不影响传力的情况下，为传感器设立一个防护外壳，要求防护外壳既能防水、防尘又能通风。

3.引出线的连接

应变片电阻丝是较细的，它与引出线的粗导线之间的连接点往往是疲劳断裂的地方。这是由于截面积不同而引起的应力集中或导线在锡焊中引起黑变化所致。从实际使用情况看，在使用时间长，冲击力大的使用条件下，这类问题很多，希望增设专用的固定装置等。

电阻应变压力传感器注意事项

1.要尽量减小侧斜负荷及偏心负荷的影响

为保证使用精度，应使加载力的作用线传感器受力轴线重合，避免产生附加力矩，侧向负荷不仅影响测量精度，而且对传感器使用寿命也是不利的。

2.避免温度剧烈变化

温度的剧烈变化对传感器的使用精神影响很大。在要求一定精度而且使用多个传感器时，各传感器的温度分布应尽量接近，以减少整个系统中的温度误差。在工作现场中，传感器的使用应避免日晒及阳光直射，避免环境温度的剧烈变化。

金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：

ρ——金属导体的电阻率（Ω。cm2/m ）

S ——导体的截面积（cm2 ）

L ——导体的长度（m ）

我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情况。

灵敏度：0.5mV/V

非线性：±1% RO

滞后误差：1% RO

温度影响：BPR-2

采用风强制冷却时，在0.1~0.14MPa的气压下，螺纹部分的温度不高于180℃，

温度零点变化0.04%RO/℃

在水压为0.06~0.08MPa下，膜片温度不高于1100℃,温度零点变化0.01%RO/℃

激励电压：最高10V(AC或DC)

允许过载能力：20% RC

连接螺纹：M20×1.5(mm)

注：RO为额定输出（激励电压=10V）

RL为额定负荷（测试时g=9.80665m/s）