力传感器第一节弹性敏感元件
弹性敏感元件可以把力或压力转换成应变或位移，然后再由传感器将应变或位移转换成电信号。弹性敏感元件应具有良好的弹性、足够的精度，应保证长期使用和温度变化的稳定性。
一、弹性敏感元件的结构特性1.刚度2.灵敏度3.弹性滞后4.弹性后效5.固有振荡频率
二、弹性敏感元件的分类弹性敏感元件在形式上可分为两大类，一类将物体间的一般相互作用力转换为应变或位移，另一类则专门用于流体压力的转换。1.变换一般作用力的弹性敏感元件如图所示为常见的几种变换力的弹性敏感元件结构。变换力的弹性敏感元件形状
二、弹性敏感元件的分类2.变换流体压力的弹性敏感元件这类弹性敏感元件常见的有弹簧管、波纹管、波纹膜片、膜盒和薄壁圆筒等。它可以把流体产生的压力变换成位移量输出。（1）弹簧管弹簧管又叫布尔登管，它是弯成各种形状的空心管，但使用最多的是C形薄壁空心管，管子的截面形状有许多种，如图所示。
二、弹性敏感元件的分类使用弹簧管注意以下两点：①静止压力测量时，不得高于最高标称压力的2/3；变动压力测量时，要低于最高标称压力的1/2；②对于腐蚀性流体等特殊测量对象，要了解弹簧管使用的材料能否满足使用要求。弹簧管结构
二、弹性敏感元件的分类（2）波纹管波纹管是由许多同心圆环状皱纹的薄壁圆管构成，如图所示。波纹管可以将压力转换成位移量，主要用做测量和控制压力的弹性敏感元件，由于其灵敏度高，在小压力和压差测量中使用较多。波纹管的外形
二、弹性敏感元件的分类（3）波纹膜片和膜盒平膜片在压力或力的作用下位移量小，因而常把平膜片加工制成具有环形同心波纹的圆形薄膜，这就是波纹膜片。其波纹形状有正弦形、梯形和锯齿形，如图5-6所示。波纹膜片波纹形状
二、弹性敏感元件的分类（4）薄壁圆筒薄壁圆筒弹性敏感元件的结构如图所示。当筒内腔受流体压力时，筒壁的轴线方向产生拉伸力和应变。薄壁圆筒弹性敏感元件的结构
力传感器第二节电阻应变片式力传感器
电阻应变片（简称应变片）传感器的作用是利用电阻应变片（或弹性敏感元件）将应变或应变力转换为电阻的传感器，其核心是电阻应变片。电阻应变片传感器由电阻应变片和测量电路两大部分组成。
一、电位器式位移传感器1.工作原理电阻应变片的典型结构如图所示。1-引线；2-覆盖层；3-基片；4-电阻丝式敏感栅金属电阻应变片结构
一、电位器式位移传感器把应变片粘贴于所需测量变形物体表面，敏感栅随被测体表面变形而使电阻值改变，测量电阻的变化量可得知变形大小。由于应变片具有体积小、使用简便、测量灵敏度高，可进行动、静态测量，精度负荷要求，因此广泛应用于力、压力、力矩、位移等物理量的测量。电阻应变片式传感器是利用了金属盒半导体材料的“应变效应”。金属盒半导体材料的电阻值随它承受机械变形大小而发生变化的现象称为“应变效应”。
二、应变片的结构类型、形式1.应变片的结构类型常用的电阻应变片有两大类，即金属电阻应变片和半导体应变片。前者可分为金属丝式、箔式、薄膜式三种。如图所示为几种不同类型的电阻应变片示意图。电阻应变片的结构
二、应变片的结构类型、形式2、电阻应变片的主要参数（1）应变片的电阻值（R0）（2）绝缘电阻值（R）（3）灵敏度系数（K）（4）机械滞后（5）允许电流（6）应变极限（7）零漂和蠕变
二、应变片的结构类型、形式3.应变片的粘贴工艺应变片是通过粘合剂粘贴在试件上，粘贴质量直接影响应变测量的精度，必须十分注意。应变片的粘贴工艺如下：（1）应变片的检查与选择首先要对采用的应变片进行外观检查，观察应变片的敏感栅是否整齐、均匀，是否有锈斑及短路和折弯等现象；其次要对选用的应变片的阻值进行测量，阻值选取合适将对传感器的平衡调整带来方便。
二、应变片的结构类型、形式（2）试件的表面处理为了获得良好的黏合强度，必须对试件表面进行处理，清除试件表面杂质、油污及疏松层等。一般的处理办法可采用砂纸打磨，较好的处理方法是采用无油喷砂法，这样不但能得到比抛光更大的面积，而且可以获得质量均匀的结构。为了表面的清洁，可用化学清洗剂（如氯化碳、丙酮、甲苯等）进行反复清洗，也可采用超声波清洗。值得注意的是，为了避免氧化，应变片的粘贴应尽快进行。如果不立刻贴片，可涂上一层凡士林暂作保护。（3）底层处理为了保证应变片能牢固的贴在试件上，并具有足够的绝缘电阻，改善胶接性能，可在粘贴位置涂上一层底胶。
二、应变片的结构类型、形式（4）贴片在应变片上标出敏感栅的纵、横向中心线，在试件上按照测量要求画出中心线。要求精密时可用光学投影的方法来确定位置。确定好位置后，将应变片对准划线位置迅速贴上，然后盖一层玻璃纸，用手指或胶辊加压，挤出气泡及多余的胶水，保证胶层尽可能薄且均匀，加压时注意防止应变片错位。（5）固化黏合剂的固化是否完全，直接影响到胶的物理学性能