应变式测力传感器的输出电阻范围

撬棍应变式测力传感器的输出电阻变化范围与其工作原理、电桥配置及设计参数密切相关。以下是详细分析：
1. 基本原理、
变式测力传感器通过弹性体形变引起应变片电阻变化，通常采用惠斯通电桥（全桥或半桥）将电阻变化转换为电压信号。输出电阻的变化范围取决于：
应变片灵敏度（Gauge Factor, GF）：典型值约2.0。
磨刀石弹性体最大应变量（ε）：通常在 1000–3000微应变（με） 范围内。
电桥配置：全桥（4片应变片）或半桥（2片应变片）。
2. 电阻变化公式
单应变片的电阻变化量：ΔR=R0​⋅GF⋅ε
R0​：应变片初始电阻（如 350Ω）；
GF：应变系数（约2.0）；
ε：应变量（例如 ε：应变量（例如 2000με=0.002）。
示例计算：
若 R0=350Ω，ε=0.002，则：
ΔR=350Ω×2×0.002=1.4Ω
套筒扳手即单应变片电阻变化范围为 ±1.4Ω（双向受力时）。
应变式测力传感器CAZF-LS19.1
3. 电桥配置的影响
全桥配置（4片应变片）：
两对应变片分别受拉/压，总电阻变化为单片的4倍，但电桥输出为电压差，电阻变化绝对值仍与单片相同（仅信号灵敏度提升）。
半桥配置（2片应变片）：
电阻变化量为单片的2倍，但同样以电压形式输出。
4. 实际输出电阻变化范围
典型值：
单应变片电阻变化通常为 ±0.5Ω 至 ±5Ω（对应量程和设计不同）。
全桥测力传感器的等效输出阻抗（静态）仍为标称值（如350Ω），但动态电阻变化量取决于应变片组合。
示例场景：
量程较小的测力传感器（如10kg）：ΔR ≈ ±0.5Ω；
量程较大的测力传感器（如10吨）：ΔR ≈ ±3Ω。
5. 输出信号与电阻变化的关系
尽管电阻变化绝对值较小，但通过惠斯通电桥可放大为可测电压信号：
Vout​=Vex​⋅（ΔR/4R0​）
Vex​：激励电压（如10V）；
ΔR：电阻变化量。
示例：若ΔR=1.4Ω，Vex​=10V，则：
Vout​=10V⋅(1.4Ω​/4×350Ω)≈0.01V=10mV
此时电阻变化虽小，但电压信号已足够放大检测。
6. 关键影响因素
温度漂移：
温度变化可能导致电阻变化误差，需选择温度补偿型应变片或传感器。
线性度：
弹性体形变与电阻变化需保持线性关系，通常在 0.1%–0.5% FS（满量程）范围内。
长期稳定性：
材料蠕变或老化可能导致电阻缓慢偏移。
7. 总结
电阻变化范围：典型 ±0.5Ω 至 ±5Ω（与量程和设计相关）；
实际应用：电阻变化通过电桥转换为电压信号，需搭配高精度放大器（如仪表放大器）和低噪声采集电路；
选型建议：参考压力传感器手册中的 灵敏度（mV/V） 和 额定输出（mV），结合激励电压计算实际信号范围。