应变式传感器用什么效应

应变式传感器主要利用的是电阻应变效应。
应变式传感器是一种常见的测量传感器,它的工作原理基于电阻应变效应。这种效应是指当材料受到外力作用而发生形变时,其电阻值会随之发生变化。这种变化可以用来测量材料的应力、应变、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。
电阻应变效应的具体机制如下:
1. 应变片的工作原理:应变片是应变式传感器的核心元件,通常由敏感材料和基底材料组成。敏感材料(如镍铬合金)具有较高的电阻率,当其受到拉伸或压缩时,其几何尺寸发生变化,从而引起电阻率的变化。
2. 电阻变化:当敏感材料受到拉伸时,其长度增加,截面积减小,电阻率增大,导致电阻值增加;相反,当敏感材料受到压缩时,其长度减小,截面积增大,电阻率减小,导致电阻值减小。
3. 电桥电路:在实际应用中,应变片通常与电桥电路配合使用。电桥电路是一种平衡电路,通过测量电阻值的变化,可以精确地检测出应变片的应变情况。当电桥的一臂接入应变片时,电桥的输出电压会随应变片的电阻变化而变化。
4. 应变与力、压力等的关系:通过将应变片粘贴在需要测量的物体上,当物体受到力或压力作用时,应变片随之发生形变,其电阻值发生变化。这种变化与物体所受的力或压力有直接关系,因此可以通过测量电阻值的变化来计算力或压力的大小。
5. 应用广泛:由于电阻应变效应具有精度高、响应快、稳定性好等优点,应变式传感器在工业、医疗、航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。例如,在汽车制造中,应变式传感器可以用来测量轮胎的磨损情况;在航空航天领域,它可以用来监测飞机结构的应力状态。
总之,应变式传感器利用电阻应变效应来实现对力、压力、位移等物理量的精确测量,具有广泛的应用前景。