您当前的位置:五五电子网电子知识电工技术电工技术应变传感器稳定性研究(一) 正文
应变传感器稳定性研究(一)

应变传感器稳定性研究(一)

点击数:7843 次   录入时间:03-04 11:50:53   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术
  根据量子力学原理[5],金属由一群依一定规则排列原子构成,每颗原子均有一层(或多层)由电子组成的外壳。这些在外壳的电子能脱离原子核的吸引力而到处流动,是金属能导电的主要原因。当金属两端产生电势差(即电压)时,电子因电场的影响而作规则的流动,是为电流。在现实中,物质的原子排列不可能为完全规则,因此电子在流动途中会被不按规则排列的原子打散,是为电阻的来源。

  根据电阻定律,导体的电阻R跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比,还跟导体的材料有关系,其公式为:

  R=ρL/S(1)

  其中ρ:制成电阻的材料电阻率;L:绕制成电阻的导线长度;S:绕制成电阻的导线横截面积,R:电阻值。

  某种材料制成的长1米、横截面积是1平方米的导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。是描述材料性质的物理量。国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米。与导体长度L,横截面积S无关,只与物体的材料和温度有关,有些材料的电阻率随着温度的升高而增大,有些反之。

  通过上述分析可知,导体电阻变化是引起传感器不稳定的直接原因,而电阻主要有电阻率、导体横截面积和导体长度决定。

  3.2影响电阻率变化的原因分析

  在普通电工学中,一定材料的电阻率是按常数来对待的,可是在研究传感器的时候却不能把电阻率按常数来对待。

  根据量子力学,金属的电阻率要随着电子的散射几率而变化。电子的散射几率越大,材料的电阻率越大。电子散射几率是主要受温度、应力、压力、范性形变、材抖的化学成分和材料的组织结沟等因素的影响。

  由于对某种金属而言材料的化学成分已经确定,应力、压力、范性形变的改变本质上是改变了金属内部某些组织结构,导致电子散射几率变化,所以本文主要对引起电子散射几率变化的温度和范性形变进行分析。

  3.2.1范性形变对电阻率的影响

  固体受外力作用而使各点间相对位置的改变,当外力撤消后,固体不能恢复原状谓之“索性形变”,又称为“范性形变”。

  金属范性形变的方式可有以下几种:孪生、滑移、扭折。

  滑移是金属晶体范性形变最主要的方式,也就是晶体的相邻部分在切应力作用下沿着一定的晶面和一定的晶体方向相对移动。在绝大多数情况下,金属以多晶体形式使用。多晶体是由大量称为晶粒的小晶体组成,每个晶粒的取向与其相邻晶粒不同,从而使金属在外力作用下在宏观上表现为各向同性体。多晶体范性形变时,一个晶粒的变形必须与相邻各个晶粒的变形相协调,否则材料的连续性将不能保持。理论分析指出,为了使多晶体通过滑移产生连续性不受破坏的变形,每个晶粒中至少要有五个独立的滑移系统动作。实验证明,即使在应变很小的情况下,各个晶粒也明显地在几个滑移系统上滑移,特别是在靠近晶界的区域。由于晶粒间界对滑移的阻碍作用,以及多个滑移系统的位错相互干扰,多晶材料的应变硬化速率较大。

上一页  [1] [2] [3]  下一页


本文关键字:传感器  稳定性  电工技术电工技术 - 电工技术

《应变传感器稳定性研究(一)》相关文章>>>