應(yīng)變式測力傳感器的輸出電阻變化范圍與其工作原理、電橋配置及設(shè)計參數(shù)密切相關(guān)。以下是詳細(xì)分析：
1. 基本原理、
變式測力傳感器通過彈性體形變引起應(yīng)變片電阻變化，通常采用惠斯通電橋（全橋或半橋）將電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號。輸出電阻的變化范圍取決于：
應(yīng)變片靈敏度（Gauge Factor, GF）：典型值約2.0。
彈性體最大應(yīng)變量（ε）：通常在 1000–3000微應(yīng)變（με） 范圍內(nèi)。
電橋配置：全橋（4片應(yīng)變片）或半橋（2片應(yīng)變片）。
2. 電阻變化公式
單應(yīng)變片的電阻變化量：ΔR=R0?⋅GF⋅ε
ΔR=350Ω×2×0.002=1.4Ω
即單應(yīng)變片電阻變化范圍為 ±1.4Ω（雙向受力時）。
3. 電橋配置的影響
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全橋配置（4片應(yīng)變片）：
兩對應(yīng)變片分別受拉/壓，總電阻變化為單片的4倍，但電橋輸出為電壓差，電阻變化絕對值仍與單片相同（僅信號靈敏度提升）。 -
半橋配置（2片應(yīng)變片）：
電阻變化量為單片的2倍，但同樣以電壓形式輸出。
4. 實際輸出電阻變化范圍
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典型值：
單應(yīng)變片電阻變化通常為 ±0.5Ω 至 ±5Ω（對應(yīng)量程和設(shè)計不同）。
全橋測力傳感器的等效輸出阻抗（靜態(tài)）仍為標(biāo)稱值（如350Ω），但動態(tài)電阻變化量取決于應(yīng)變片組合。 -
示例場景：
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量程較小的測力傳感器（如10kg）：ΔR ≈ ±0.5Ω；
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量程較大的測力傳感器（如10噸）：ΔR ≈ ±3Ω。
5. 輸出信號與電阻變化的關(guān)系
盡管電阻變化絕對值較小，但通過惠斯通電橋可放大為可測電壓信號：
Vout?=Vex?⋅（ΔR/4R0?）
Vex?：激勵電壓（如10V）；ΔR：電阻變化量。示例：若ΔR=1.4Ω，Vex?=10V，則：
Vout?=10V⋅(1.4Ω?/4×350Ω)≈0.01V=10mV
此時電阻變化雖小，但電壓信號已足夠放大檢測。
6. 關(guān)鍵影響因素
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溫度漂移：
溫度變化可能導(dǎo)致電阻變化誤差，需選擇溫度補償型應(yīng)變片或傳感器。 -
線性度：
彈性體形變與電阻變化需保持線性關(guān)系，通常在 0.1%–0.5% FS（滿量程）范圍內(nèi)。 -
長期穩(wěn)定性：
材料蠕變或老化可能導(dǎo)致電阻緩慢偏移。
7. 總結(jié)
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電阻變化范圍：典型 ±0.5Ω 至 ±5Ω（與量程和設(shè)計相關(guān)）；
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實際應(yīng)用：電阻變化通過電橋轉(zhuǎn)換為電壓信號，需搭配高精度放大器（如儀表放大器）和低噪聲采集電路；
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選型建議：參考壓力傳感器手冊中的 靈敏度（mV/V） 和 額定輸出（mV），結(jié)合激勵電壓計算實際信號范圍。
如需精確設(shè)計，需根據(jù)具體型號的應(yīng)變系數(shù)、量程和電橋配置進行詳細(xì)計算。
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