10.8.2024 早上上了传感器的课程

今早讲了力传感器中的应变传感器

几个知识点

应变

第一次接触应变的定义，原来应变是指物体受力时单位长度上的形变量。
这个量因为是长度除以长度得来的，所以没有量纲。

应变导致金属丝电阻变化的物理模型

引起电阻变化的三个要素是长度 截面积 电阻率。

长度和截面积是相互制约的关系，由一个参数泊松比决定。
电阻率在金属形变的时候也会发生微弱的改变，这个改变是线性的，记系数为C，敏感度由材料和加工方式决定。

最终得到一个线性系数k，由前文提到的泊松比和C组成，即应变导致电阻变化是线性关系。

整个的推导有一种严谨的物理的美，详情参见课本p75

应变片实际使用中的误差

1. 安装导致的误差，应变片粘合、固定在表面的方式有问题，会导致应力传递不充分，从而导致误差。
2. 温度造成金属材料电阻发生变化。
3. 应变片和被测物体线膨胀系数不同，温度变化时在应变片上产生额外的应力。

温度变化造成的误差补偿方法

1. 找一种特定的金属丝材料，满足测量特定物体的情况下前文 2 3 两点造成的误差能相互抵消。
2. 找两种电阻温度系数一正一负的金属丝串联，温度变化导致的电阻变化能相互抵消。
3. 电桥补偿法，很妙，详见课本p77 78 79，讲的很多，提到了差动电桥的思想，以及提高桥臂比和灵敏度之间的取舍问题。这就是工程思维，材料和参数解决不了的问题，换个角度从结构解决就会好，而且存在取舍。

后记

这次课后整理预期花一二十分钟，结果应该是弄了四五十分钟。原因有以下几点：

1. 对课堂内容本身一知半解，需要再次理解已经看过的东西，或者在写的过程中重新审视，发现原有的想法有缺陷。
2. 打字慢慢慢。
3. 被一些东西分心了，时间效率并不高。

下次能改进的是后两点吧。专注，坚持，训练。