文 献 综 述

一 、课题研究意义和研究现状

随着现代电子技术的飞速发展，为了将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率，一些传统的测量方法发生了根本性的变化。也使得物理学原理在实际工作中的应用有了更好的前景^[01]。英国物理学家查尔斯#183;惠斯通1833年发明并在1843年第一次使用惠斯登电桥，并为各个实验室广泛使用。惠斯通电桥的测量电阻的灵敏度高，使得在科学研究,生产应用中都具有重大意义。惠斯通电桥在当代科学测量中的应用非常广泛，已经不是简单测量电阻，结合现代测量技术，可以测量微小位移等。经常被应用在自动控制电路中。在普通的大学物理实验中，惠斯登单臂电桥主要用来做测量电阻的工作，而在工业测量中，引入各种应变元器件，使得惠斯登单臂电桥的应用更为普遍^[02]。换言之，在工程实际应用中，单臂电桥很少按最初的目的（测量微小电阻）使用，而是广泛的应用于传感器的检测领域^[03]。在工程实际中惠斯登电桥有很大的应用。由于现实生活中的，被测量的量等变化往往都是非常微弱和微小的，必须用专门的电路来测量这些微弱的变化，其中最常用的电路就是电桥电路，惠斯登在测试系统中电桥是不可或缺的一部分，是电信号处理的关键。具有灵敏度高，可抑制工模干扰信号，非线性误差小，精确度高等特点。

所以本作品的实验装置，计划通过电阻应变片的引入^[03]，将应变与阻值之间的线性关系来拓宽惠斯登单臂电桥的应用，使其不再局限于电阻的测量，使其推广到测量重量和微小位移。电测法测量杨氏模量仪制作就是这样的一种拓宽应用。

二、传感器技术的参考

测量微小形变和固体受力是电桥在实际工程中比较常见的应用。常见的测微小形变的方法有光杆放大法、传感器法、显微放大法、千分表法等。而称重技术也从最早的机械读数到后来的光电读数，再到如今的电子数字显示读数的过程^[03]。称重和测量微小位移的技术得到较大的发展，得益于大规模电子集成电路的技术进步。在称重和测量微小位移时，传感器把被测非电学量转变为与其成一定线性关系的电信号^[03]。

传感器技术是一项当今世界科技领域发展最迅速、最受人关注的高新技术之一，该技术也是当代科技发展的一个重要标志^[03]。它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱。从80年代起传感器开始受到普遍重视，逐步在世界范围内掀起了一股”传感器热”。由于世界各国普遍重视，并投入开发，传感器在近几十年来其产量及市场需求年增长率均在10%以上。目前世界上从事传感器研制生产单位已增至5000余家。

常用的传感器有霍尔传感器、电感传感器、电容传感器、热传感器和应变电阻传感器等，工作环境对传感器影响很大，不同的温度湿度都可能关系到传感器能否正常工作，影响仪器的测量精度^[04] 。电阻应变片传感器是应用最为广泛的一种传感器^{[05] [06]}。

三、元器件的选择

电阻应变片。在绝缘胶基基底上粘贴弓形排列的金属电阻丝，上端加一层覆盖物并给出引线，从而构成电阻应变片。我们知道金属电阻丝的电阻值除了与金属材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积，乃至温度都有关^[06]。