電阻應變片在測力傳感器里承擔著將彈性元件的形變轉化為電信號的關鍵任務,其制作材質對傳感器性能影響顯著,主要分為金屬和半導體兩大類別。
金屬類
康銅:康銅由銅和鎳組成,具有電阻溫度系數低、穩定性好、線性度優良的特點,能在 -200℃至 400℃的溫度范圍內保持性能穩定,是制作電阻應變片敏感柵最為常用的材料。在高精度的電子秤、力學試驗機等測力傳感器中,康銅電阻應變片能精準地將彈性元件的微小形變轉化為電信號,保障測量的準確性。
鎳鉻合金:鎳鉻合金以鎳和鉻為主要成分,與康銅相比,它的電阻率更高,允許工作電流更大,且抗氧化性能強。盡管鎳鉻合金的電阻溫度系數相對較大,但通過合適的補償措施,能在高溫環境下正常工作,常用于高溫環境下的測力傳感器,如航空發動機的推力測試設備。
鎳鉻鋁合金:鎳鉻鋁合金是在鎳鉻合金的基礎上添加鋁等元素制成,具有更高的電阻率和更低的電阻溫度系數,同時機械強度高、耐腐蝕性好。在惡劣的工業環境,如化工設備的壓力測量、海洋平臺的結構應力監測等場景中,鎳鉻鋁合金電阻應變片能夠穩定工作,確保傳感器長期可靠運行。
半導體類
單晶硅:單晶硅電阻應變片的壓阻效應顯著,靈敏度比金屬電阻應變片高 50 至 100 倍。在一些對靈敏度要求極高的測量場景,如生物醫學領域的細胞微力測量、航空航天領域的高精度加速度測量中,單晶硅電阻應變片能檢測到極其微小的力變化,實現高靈敏度的測量。但其電阻溫度系數較大,對溫度補償的要求較為嚴格,制作成本也相對較高。
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