电阻应变式称重传感器设计(2)

武汉理工大学《传感器原理及应用》课程设计说明书

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变片横向效应大，而短接式应变片焊点多，在冲击、振动条件下，易在焊接处出现疲劳破坏，对制造工艺的要求高。

2.2.2 箔式应变片

此箔式应变片的结构图如图3所示

图 3 箔式应变片结构图

箔式应变片结构优点：

（1）制造技术能保证敏感栅尺寸准确、线条均匀，可以制作成任意形状以适应不同的测量要求； （2）粘合面积大；

（3）敏感栅薄而宽，粘结情况好，传递试件应变性能好； （4）散热性能好，允许通过较大的工作电流，从而增大输出信号； （5）敏感栅弯头横向效应可以忽略； （6）蠕变、机械滞后较小，疲劳寿命高。 缺点：工艺制作有些复杂。

2.2.3半导体应变片

此半导体应变片结构如图4所示

图4 半导体应变片结构图

1—基底 2—半导体敏感条 3—外引线 4—引线连接片 5—内引线

此结构式传感器优点：灵敏系数大，动态特性好

缺点：重复性及温度、时间稳定性较差，应变时非线性严重，互换性差。

总结以上典型结构的优缺点比较，选择箔式应变片较好，所以我决定选择箔式应变片作为敏感元件，并且选择如图5所示结构的箔式应变片

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图 5 箔式应变片结构图

2.3 应变片的材料选择

电阻应变计主要由电阻敏感珊、基底和面胶(或覆盖层)、粘结剂、引出线五部分

组成。基底是将传感器弹性体表面的应变传递到电阻敏感栅上的中间介质，并起到敏感栅和弹性体之间的绝缘作用，面胶起着保护敏感栅的作用，粘结剂是将敏感栅和基底粘接在一起，引出线是作为联接测量导线之用。电阻敏感栅可以将应变量转换成电阻变化。应变计结构如图6所示

图 6 所选应变片结构图

1—覆盖层 2—基底 3—引线 4—粘合剂 5—敏感栅

2.3.1 电阻敏感栅材料选择

敏感栅合金材料的选择对制造电阻应变计性能好坏起着决定性的作用，因此

它的材料选择要求如下：

（1）有较高的灵敏系数，并且在较大的应用范围内保持不变； （2）有高的和稳定的电阻率；

（3）电阻温度系数小，电阻—温度间的线性关系和重复性好，并有足够的热稳定

性；

（4）机械强度高，加工性能和焊接性能良好，与引线材料接触电势小； （5）电阻变化率?R/R与机械应变?具有良好而又宽广的线性关系；

（6）抗氧化、腐蚀性能强，无明显机械滞后。

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