第一篇：用于低温环境下工作的电阻应变式压力传感器材料的选择
传感器弹性体设计和材料选择
低温电阻应变式传感器弹性体设计准则基本与各类高温用电阻应变式传感器相同。传感器精度要求，使用寿命及输出灵敏度等，弹性体应变量一般控制 800到1500 m m/m 范围内。传感器弹性体材料，要求在低温条件下，具有良好弹性，高抗拉强度，高疲劳寿命以及不发生脆性断裂等等。，一般来说常温用弹性体材料大都可以选用。但目前，压力传感器常选用不锈钢、铝合金、铍青铜及殷钢等，而引伸计等传感器可选用铍青铜、钛合金等材料。低温电阻应变片
低温应变片是低温电阻应变式压力传感器关键敏感元件，其性能影响着压力传感器各项性能指标。低温应变片通常是由基底、敏感栅、胶粘剂及覆盖层等部分组成。各组成元件材料性能又直接影响着低温应变片基本性能。
电阻应变式压力传感器是由胶粘剂粘贴传感器弹性体上，当外力作用下，弹性体发生变形时，弹性体变形胶粘剂层传递到敏感栅上，引起敏感栅材料电阻发生变化，其电阻变化值与弹性体所受外力之间是呈线性关系，测量电阻变化值即可知弹性体所受外力。传感器实际工作时，弹性体受到外力作用，与此同时还受到环境温度变化影响，应变片受温度变化引起虚假输出通常称为热输出，其值与应变片敏感栅材料电阻温度系数、灵敏系数、线膨胀系数、弹性体材料线膨胀系数以及温度变化等有关。对于传感器来说，通常都要求所用应变片热输出值小，这样才能保证精度和稳定性。
低温胶粘剂和防护剂
胶粘剂和防护剂对低温电阻应变式传感器性能有直接关系。特别是胶粘剂，它对压力传感器尤为重要。大量试验证明：
(1)低温应变片基底材料，一般都采用聚酰亚胺膜是以玻璃纤维增强环氧酚醛胶。这类胶粘剂贴片后，经加压回热固化及后固化处理后，胶层具有很高粘结强度，电绝缘性能好，传感器蠕变、滞后及零漂小，传感器稳定性也好。
(3)低温下防护剂对提高压力传感器稳定性有极重要作用。压力传感器应用场合，弹性体表面应变片温度由室温逐渐致冷介质注入而降低。弹性体冷却过程中，将空气中微量水分吸附弹性体表面，形成白霜。当传感器经受周期性温度变化时，应变片表面白霜熔化成水分，使应变片、胶粘剂吸收水分而使绝缘电阻发生变化（降低），引起传感器零漂，蠕变、滞后增大，严重时会使传感器失效。
第二篇：电阻应变式称重传感器等工作原理
电阻应变式称重传感器等工作原理
电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
由此可见，电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。下面就这三方面简要论述。
一、电阻应变
电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。他的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。
设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：
R = ρL/S（Ω）（2—1）
当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。对式（2--1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。我们有：
ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2（2—2）
用式（2--1）去除式（2--2）得到
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S（2—3）
另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则 Δs = 2πr*Δr，所以
ΔS/S = 2Δr/r（2—4）
从材料力学我们知道
Δr/r =-μΔL/L（2—5）
其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L
=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L
= K *ΔL/L（2--6）
其中
K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L）（２--７）
式（2--6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。
需要说明的是：灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数，它和应变片的形状、尺寸大小无关，不同的材料的K值一般在1.7—3.6之间；其次K值是一个无因次量，即它没有量纲。在材料力学中ΔL/L称作为应变，记作ε，用它来表示弹性往往显得太大，很不方便
常常把它的百万分之一作为单位，记作με。这样，式（２--６）常写作：
ΔR/R = Kε(2—8)
二、弹性体
弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变棗电信号的转换任务。
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