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PCB板批发应变式压力传感器的形变量通常非常微小,属于微米(μm)甚至纳米(nm)级别,这是由其工作原理和材料特性决定的。以下是具体分析:
一、形变量基本范围
典型量程与应变值
应变式压力传感器的弹性体在满量程时,高压清洗机品牌表面产生的**应变值(ε)**通常在 100——2000微应变(με) 之间(1 με = 1×10⁻⁶)。
换算为实际形变量:
ΔL=L0 ×ε
例如:
弹性体有效长度 L0
=50mm,满量程应变 ε=1500με
紧固件形变量 ΔL=50mm×1500×10 ⁻⁶
=0.075mm=75μm
不同应用场景的形变量
传感器类型 典型形变量(满量程) 说明
高精度实验室传感器 10——50 μm 小量程(如1 kN),高灵敏度设计
工业通用型传感器 50——200 μm 中量程(如10——100 kN)
重型机械传感器 200——500 μm 大量程(>500 kN),结构刚度高
二、影响形变量的关键因素
弹性体材料与结构
弹性模量(E):材料刚性越大,形变量越小。
合金钢(E≈210 GPa)的形变量约为铝合金(E≈70 GPa)的1/3。
几何设计:
梁式结构(如悬臂梁)压力传感器形变量较大,可达数百微米;
柱式或轮辐式结构压力传感器形变量较小,通常<100 μm。
量程与灵敏度
量程越大的压力传感器,需更高的结构刚度,形变量更小。例如:
1 kN量程压力传感器形变量约50 μm;
100 kN量程压力传感器形变量可能仅30 μm。
温度补偿设计
温度变化会引起材料热膨胀(如钢的热膨胀系数≈12×10⁻⁶/℃),但通过双金属补偿片或算法校正,可将温度导致的附加形变量控制在<1 μm/℃。
三、为什么形变量如此微小?
测量原理限制
应变片需工作在弹性体的线性变形区(遵循胡克定律),避免塑性变形。
过大的形变会导致材料疲劳甚至断裂,缩短传感器寿命。
信号灵敏度需求
应变片的电阻变化与应变成正比(ΔR/R = K·ε,K为应变系数≈2——4)。
即使微小形变(如1 με)也可通过电桥电路检测到约0.1——0.2 μV/V的信号变化。
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