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作者：郭宏亮,魏衍侠等编

出版社：电子工业出版社

出版时间：2015-12-01

书籍编号：30468274

ISBN：9787121276064

正文语种：中文

字数：104661

版次：1

所属分类：教材教辅-大学

版权信息

书名：机械基础实验

作者：郭宏亮　魏衍侠

ISBN：9787121276064

版权所有 · 侵权必究

前言

实验教学是理工科教学中重要的组成部分，是深化感性认识、理解抽象概念、运用基础理论的主要方法，对培养学生实际工作能力、科学研究能力、综合设计与创新能力，具有十分重要的作用。

在实验教学的过程中，学生在教师的指导下，根据在理论教学中获得的理论知识，借助实验室的设备、仪器等特定条件，选择适当的方法，对理论中的对象进行实验研究，将其固有的某些属性呈现出来，以揭示其本质及规律，使学生完成从理性到感性、再回到理性的认识过程。实验教学既是加深学生对基本理论的记忆和理解的重要方式，是理论学习的继续、补充、扩展和深化，又是帮助学生扩大知识面的重要手段；也是加强学生的智能培养，增强其获取知识和运用知识的能力，提高其用科学方法进行探索的能力，还可以培养学生具有科技工作者的综合实验能力。基于实验教学的重要性，编者特地编写了本书。

本书是按照高等工科院校机械类本科学生的培养计划，根据机械基础实验课程教学的基本要求编写而成的，也是按照单独设置机械基础实验课程的思想而编写的，力求构建系统化的机械基础实验课程体系。本书内容涵盖数据测量与处理的基本知识、互换性与技术测量、工程材料与机械制造基础、材料力学、机械原理、机械设计、液压与气压传动、机械创新设计等课程的基本实验，内容丰富。

本书力求加强培养学生的实践操作、数据分析、计算机应用、机电一体化、机械创新设计等能力。全书内容由不同层次模块构成，自成体系，各个院校可以根据自己学校的具体教学实际情况进行取舍。本书可供大、中专工科院校机械类专业（机械设计制造及其自动化、机械电子工程、过程装备与控制、车辆工程等）的师生做基本实验使用。

本书由聊城大学郭宏亮和魏衍侠担任主编，编写分工如下：第1、2章由郭宏亮编写，第3章由张珂编写，第4章由王锋波、刘云平编写，第5章由王勇智、李恒宇编写，第6章由魏衍侠编写，第7章由王涛、姜永成（佳木斯大学）编写。全书由郭宏亮统稿。

由于本书内容较为广泛、编者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。

编者

2015年10月

第1章 绪论

1.1 机械基础实验在教学中的作用及意义

实验教学是理工科教学中重要的组成部分，是深化感性认识、理解抽象概念、运用基础理论的主要方法，对培养学生实际工作能力、科学研究能力、综合设计与创新能力，具有十分重要的作用。

对实验这一概念，从不同的角度有不同的认识和看法，但从实验的本质而言，比较准确的概念应该是指为阐明或检验某一现象，在特定的条件下，观察其变化和结果的过程中所做的工作。也就是说人们按照一定的研究目的，借助某些工具、仪器、设备和特定环境，人为地控制或模拟自然现象，对自然现象和事物进行精确地、反复地观察和测试，以探索内在的规律性。

随着科学技术的发展，实验的广度和深度不断拓展，科学实验具有越来越重要的作用，成为自然科学理论的直接基础。许多伟大的发现、发明和突破性理论都来自于科学实验。实验是理论的源泉、科学的基础，是将新思想、新设想、新信息转化为新技术、新产品的摇篮。

德国著名物理学家、X射线的发现者威廉·康拉德·伦琴曾指出：“实验是最有力量、最可靠的手段，它能使我们揭示自然之谜，实验是判断假设应当保留还是放弃的最后鉴定。”

高校的绝大多数科研成果和高科技产品，均是在实验室中诞生的。科学实验是探索未知、推动科学发展的强大武器，对实验素质和能力要求较高的机械工程专业的学生来说具有重要意义。

1.2 实验教学的目的

1.验证理论，扩大知识面

在实验教学的过程中，学生在教师的指导下，根据在理论教学中获得的理论知识，借助于实验室的设备、仪器等特定条件，选择适当的方法，对理论中的对象进行实验研究，将其固有的某些属性呈现出来，以揭示其本质及规律，使学生完成从理性到感性、再回到理性的认识过程。实验教学既是加深学生对基本理论的记忆和理解的重要方式，又是理论学习的继续、补充、扩展和深化，是帮助学生扩大知识面的重要手段。

2.开发智力，培养实验能力

实验教学的核心是加强学生的智能培养，增强其获取知识和运用知识的能力，提高其用科学方法进行探索的能力，也就是培养学生具有科技工作者的综合实验能力。它包括两个方面：一是基本实验能力，要求掌握本专业常用科学仪器的基本原理和测试技术、技巧，熟悉本专业的基本实验方法和一般实验程序、掌握应用计算机的能力等；二是创造性实验能力，所做实验的总体设计、实验方向的选择、实验方案的确定、综合性分析和新知识的探索等。

3.探索未知知识领域，完善科学理论

实验教学的发展是让学生结合专业实验、毕业设计和毕业论文等，开发部分设计性的和学生自拟的大型综合实验项目，或直接参与科学研究和新产品开发等工作。使实验教学不仅是学习已知的基本理论和培养实验能力，而且是探索未知的知识领域，开发新产品，总结新的科学理论。

4.加强品德修养，培养基本素质

实验教学在育人方面有其独特的作用。不仅可以授人以知识和技术，培养学生动手能力与分析问题、解决问题的能力，而且影响学生的世界观、思维方法和工作作风。通过实验教学让学生学习辩证唯物主义的观点，树立艰苦奋斗的献身精神，养成实事求是、一丝不苟的严谨作风，培养团结协作、密切配合、讲科学道德的良好思想品德，使学生具备一个科技工作者不可缺少的基本素质。

1.3 实验课程的要求

（1）参加实验的同学在实验前要做好本次实验的预习并写出预习报告。不预习或预习没有达到要求者，不准上实验课。

（2）按时上课，不得迟到、早退或缺课。上实验课时，要提前十分钟进入实验室，以便做好实验前的准备工作。

（3）严格按照实验指导教师的安排和要求，独立认真地完成各项实验任务，并做好实验记录。

（4）在实验的过程当中，要遵守实验室的各种规章制度；爱护仪器设备；注意节约原材料；不要做与实验无关的事情。

（5）各项实验设备在使用前要进行详细检查，实验做完后要及时切断电源，将仪器设备工具等整理摆放好，发现丢失或损坏应立即报告。

（6）要遵守设备仪器的操作规程，注意人身和设备的安全。学生不严格遵守实验室安全操作规程、违反操作规程或不听从教师指导造成他人或自身受到伤害的，由本人承担责任；造成仪器损坏的应按照有关规定进行赔偿。

（7）要保持实验室内和仪器设备的清洁和整齐美观。工作台面要干净并要搞好室内卫生。

（8）在离开实验室之前，要主动要求指导教师查验仪器设备等，并由指导教师在课内用纸上签字。

（9）对实验结果要进行分析、整理和计算，认真填写实验报告并及时递交实验报告。不得弄虚作假，不得抄袭他人的实验记录和实验报告。若有违反者，则取消该实验课成绩。

第2章 实验数据测量技术和数据处理

2.1 测量基础概述

测量一般是指使用计量器具测定各种物理量的过程和行为，是生产活动和工程技术不可或缺的技术基础。工程中经常会涉及力、压力、位移、速度、加速度、温度、功率、转矩和流量等基本物理量的测量。

一个完整的测量过程应包括测量对象、计量单位、测量方法和测量精确度4个要素。

1）测量对象

测量对象可以是力、长度、质量、时间、温度等基本物理量，也可以是速度、加速度、功率等导出量。

2）计量单位

计量单位（简称单位）是以定量标示同种量的量值而约定采用的特定值。

3）测量方法

测量方法是指测量时所采用的方法、计量器具和测量条件的综合。在实施测量过程中，应该根据测量对象的特点（如外形尺寸、生产批量、制造精度等）和测量参数的定义来拟定测量方案、选择测量器具和规定测量条件，合理地获得可靠的测量结果。

测量方法可以分为以下几种。

（1）直接测量：通过与标准值进行直接比较得到被测量值，如用游标卡尺测量长度等。

（2）间接测量：通过使用一个标定的系统做间接比较，如功率测量等。

（3）静态测量：被测物理量不随时间发生变化，如物体质量的测量。

（4）动态测量：被测物理量随时间发生变化，如冲击力的测量。

（5）接触测量：测量过程中仪器的测量头与被测量物体直接接触，如液体压力测量等。

（6）非接触测量，测量过程中仪器的测量头与被测量物体之间没有直接接触，如红外测温等。

测量仪器通常包括传感元件、信号转换、处理单元和输出单元等部分。

4）测量精确度

测量精确度是测量结果与真值的一致程度。任何测量过程不可避免地会出现测量误差，不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的。对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明测量结果的可信度。

2.2 测量基本知识

2.2.1 测量标准

一般而言，测量结果的获取是通过一个预定标准与一个被测量之间的定量比较获得。测量标准主要包括国际标准（ISO）和国家标准（GB）。测量标准充分强调了测量的四个基本特性，即测量不确定度、稳定性、重复性和再现性。

（1）测量不确定度：指表征合理赋予被测量值的分散性。

（2）稳定性：指计量器具保持其计量特性随时间恒定的能力。

（3）重复性：指在相同测量条件下（包括测量程序、测量仪器、测量人员、测量地点、短时间内重复测量等），同一被测量连续多次测量结果之间的一致性，可以用测量结果的分散性定量表示。

（4）再现性：指在已改变的测量条件（测量原理、测量方法、测量仪器、测量标准、测量地点、测量人员、测量时间等）下，同一被测量的测量结果之间的一致性，可以用测量结果的分散性定量表示。

2.2.2 测量的单位

为了测量某物理量且得到一个被他人承认和理解的测量结果，必须经过双方协议建立一个基本的测量单位。当使用数字来对物质的属性进行量化时，需要一个能够用于这些物理量的单位制，这个单位制应该具有以下特征：

（1）全面详尽。

（2）国际公认并广泛采用。

（3）使用方便。

（4）能够定期审核和修正。

在科学技术领域，国际单位制是被国际上广泛使用的最通用的单位制，通常简称为SI。

2.2.3 国际单位制

国际单位制是在米制基础上发展起来的单位制，于 1960 年第十一届国际计量大会通过，推荐各国采用。1972年6月，国际标准化组织（ISO）批准国际标准ISO 1000，称为SI单位，以及采用它们的倍数和某些其他单位的建议，该单位制经常被称为米制。它是由一组选定的基本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组成的。

我国国家标准GB 3100—1993《国际单位制及其应用》、GB 3101—1993《有关量、单位和符号的一般原则》，对国际单位制（SI）的单位使用方法做了规定。

2.2.4 基本单位和导出单位

国际单位制有三级测量单位：①基本单位；②辅助单位；③导出单位。国际单位制SI由7个基本单位组成，如表2-1所示。国际单位制有两个辅助单位，即弧度（rad）和球面度（sr）。由国际单位制基本单位组合而产生的单位称为导出单位。例如，平均速度v由距离l和时间t通过下面的等式组合而成，即

由基本单位可得平均速度的单位，即速度单位=，也可以写作m/s或m.s^-1。有些导出单位没有专有的名称，有些则有其专有单位名称，如力（牛顿），能量（焦耳），在表2-2中给出了国际单位制中部分常用的导出单位。

表2-1 国际单位制中的基本单位

表2-2 国际单位制中的部分常用导出单位

2.3 基本物理量的测量

在机械工程领域有很多种物理量，最常见的基本物理量有力、力矩、位移、速度、加速度、温度、功率和流量等。这些物理量的组合体现了机械部件或机械系统状态的基本信息，对这些基本物理量的测量可以评判（直接或间接）机械系统的状态和属性。机械基础实验的主要内容就是对上述这些基本物理量进行测量。

2.3.1 力的测量

力的测量在机械工程领域的应用非常普遍，力的测量如物体运动过程中的摩擦力测量，机械加工过程中的切削力测量等。从国际单位制可以看出，力不是一个基本单位，而是导出单位。根据牛顿第二定律，使1kg质量的物体产生1 m/s的加速度所需要的力定义为1N（牛顿，简称牛）牛顿单位之间的关系为1MN（兆牛）=10⁶N，1kN（千牛）=10³N，1mN（毫牛）=10^-3N，1μN（微牛）=10^-6N，1nN（纳牛）=10^-9N。

力的测量大多数是借助于测力传感器来进行的。测力传感器的种类有很多，按工作原理可分为电阻应变式、压电式、电感式、压磁式和压阻式等，表 2-3 列出了常用测力传感器的情况。

表2-3 常用测力测量方法

1.电阻应变式力传感器

电阻应变式力传感器（图2-1）是被测力作用在弹性元件上，而它的变形又被其上的电阻应变片所感受，即通过被测力引起应变片伸缩变形导致电阻变化来获得应变，进而得到应力和力。

电阻应变片的结构如图2-2所示，一般由敏感栅（金属丝或箔）、引出线、黏合剂、覆盖层和基底组成。敏感栅是转换元件，它把感受到的应变转换为电阻变化；基底是用来将弹性体表面应变准确地传送到敏感栅上，并起到敏感栅与弹性体之间的绝缘作用；覆盖层起着保护敏感栅的作用；黏合剂是把敏感栅与基底粘贴在一起；引出线连接测量导线。工作时，将应变片用黏合剂粘贴在弹性体上，弹性体受外力作用变形所产生的应变就会传递到应变片上，从而使应变片电阻值发生变化，通过测量阻值的变化，就能得知外界测量力的大小。贴片时，应选择最能反映被测应力的位置布片，且应沿主应力方向贴片，避开非线性区。

图2-1 电阻应变式力传感器

图2-2 电阻应变片结构示意

1—敏感栅；2—引出线；3—黏合剂；4—覆盖层；5—基底

在实际应用中，通常采用测量电桥将应变片的电阻变化量转换成电信号，如图2-3（a）所示。采用直流电源的测量电桥根据不同的连接方式可以分为半桥单臂连接、半桥双臂连接和全桥连接等，其连接方式分别如图2-3（b）、图2-3（c）、图2-3（d）所示。通常情况下，测量电桥中各电阻具有相同的阻值，即R₁=R₂=R₃=R₄=R₀ ，设为U ₀和R₀定值，则有

式中，ΔR₁，ΔR₂，ΔR₃，ΔR₄分别为电阻R₁，R₂，R₃，R₄的变化量。

图2-3 直流测量电桥与其连接方式

式（2-2）反映了测量电桥的和差特性，即相对两桥电阻变化所产生的输出电压等于该两桥臂阻值变化所产生的输出电压之和，相邻两桥臂电阻变化所产生的输出电压等于该两桥臂阻值变化所产生的输出电压之差。

对于半桥单臂电桥，可得

对于半桥双臂电桥，若ΔR₁=-ΔR₂ =ΔR，则

对于全桥，若ΔR₁=-ΔR₂=ΔR₃=-ΔR₄=ΔR，则

值得注意的是，电阻应变片力传感器是靠电阻值来度量应变和应力的，存在温度影响应变片电阻变化的温度效应，因此，在有较大温度变化的场合，应按和差特性布置补偿应变片接入电路电桥，以消除温度的影响。

2.电感式传感器测力

电感式力传感器是利用磁性材料和空气磁导率不同，压力作用在膜片上靠膜片改变空气气隙大小，去改变固定线圈的电感，电路中这种电感变化变为相应的电压或电流输出，将测量力变为电量达到测力的目的。

电感式力传感器按磁路的特性可分为变磁阻和变磁导两种。它的特点是灵敏度高、输出较大、结构牢固、对动态加速度干扰不敏感，但不适用于高频动态测量，测量仪器较笨重。

3.压阻式半导体传感器测力

压阻式半导体力传感器是由平面应变传感器发展起来的一种新型传感器。在国内外受到普遍的重视，它的特点是结构简单、频响高、体积小、灵敏度高、输出电平大。

传感器的核心部件是一个硅膜片，它是用集成电路工艺在膜上制成四个等值电阻，组成惠斯登电桥。硅片被支撑在一个硅环上，当力施于硅膜片时，由于硅的压阻效应，使四个桥臂阻值发生了变化，造成电桥不平衡，即得相应的电压输出。工作时，膜片感受力的作用而产生变形，应力在膜片不同位置上有很大差异。在膜片受力时，边缘和中心区域的应力最大，且方向相反，因而电桥基本电阻应放在这一区域。

2.3.2 位移、速度、加速度的测量

位移、速度、加速度是描述物体运动的重要参数。位移是一个基本测量量纲，可以直接测量，速度和加速度是导出量纲，需要间接测量。

位移分为直线位移和角位移；速度可分为线速度和角速度，也可分为瞬时速度和平均速度；加速度可以分为线加速度和角加速度，也可分为瞬时加速度和平均加速度；位移、速度、加速度的测量为其他机械量的测量提供了重要的基础，因而在机械测量中占有重要的地位。

1.位移的测量

位移的测量是一种最基本的测量工作，它的特性是测量空间距离的大小。按照位移的特征，可分为线位移和角位移。线位移是指机构沿某一条直线移动的距离，角位移是机构沿着某一定点转动的角度。这里列出常用的位移测量方法如表2-4所示。

表2-4 常用的位移测量方法

2.速度的测量

速度的测量分为线速度和角速度的测量。

1）线速度的测量（m/s）

线速度的测量方法主要有光束切断法和多普勒频移法。

（1）光束切断法。光束切断法是一种非接触式测量方法，测量精度较高，主要适用于定尺寸材料的平均线速度测量。其基本原理是由两个固定距离为L的检测器实现速度检测。检测器由光源和光接收元件组成。被测物体以速度 v 行进时，它的前端在通过第一个检测器的时刻，由于物体遮断光线而产生输出信号，由这个信号驱动脉冲计数器，计数器计数至物体到达第二个光学检测器时刻，检测器发出停止脉冲计数信号。由检测器间距 L、计数脉冲周期T 和个数N，则可求出物体的行进速度，即

（2）相关法。相关法检测线速度是利用随机过程互相关函数确定运动时间的方法进行，相关测速仪主要由两个相距L相同的传感器（如光电传感器、超声波传感器）、可控延时环节、相关运算环节、相关函数峰值自动搜索跟踪环节和除法运算环节等组成。被测物体以速度行进，在靠近行进物体处安装两个相距L相同的传感器，当随机过程是平稳随机过程时，y（t）的波形与x（t）是相似的，只是时间上推迟了t₀ （=L/v），即

其物理意义是x（t）延迟t₀后变成x（t-t₀ ），其波形将与y（t）几乎重叠，因而互相关值有最大值。

（3）多普勒频移法。多普勒频移法是根据物理学中的多普勒效应，即当光源和发射体（或散射体）之间存在相对运动时，接收频率与入射频率存在差异的现象。当一束单色光入射到运动的物体上某点时，光波在该点被散射，散射光频率相对于入射频率，产生正比于物体运动速度的频率偏移，由此可以通过测量该频率偏移可得到物体的运动速度。该方法测量的范围为0～100m/s，测量的分辨力可达1mm/s。

2）角速度的测量（rad/s）

角速度又称为转速，在机械系统中，大量采用回转体部件，因而转速测量在机械测量中占据非常重要的地位。常用的转速测量方法有机械法、光学法、闪频法、磁电法等，如表2-5所示。

表2-5 常用的转速测量方法

（1）机械法。机械法测量转速最常用的装置是离心式转速表，如图 2-4 所示。离心式转速表的工作原理主要是离心力和拉力之间的相互作用，原理图如图 2-5 所示。通过传动系统带动指示部件，来对被测物体的转速进行指示。离心式转速表在测量机械设备的转速时，转轴会随着被测对象转动，并带动离心器上的重物进行旋转运动，而重物在惯性离心力的作用下就会离开轴心，传动系统受重物的拉力后，就会带动指针从零刻度开始移动。离心式转速表的弹簧会对受离心力作用的重物施加反作用力，当离心力和拉力之间达到平衡时，传动系统的受力不再增加，指针的移动也就停止，当指针稳定后所指示的刻度值，即被测对象的转速值。

（2）闪频法。物体在人的视觉中消失后，人的眼睛能保留一定时间的视觉印象（视后效），通常光度条件下，视后效的持续时间为 1/15～1/20s，因而若来自被观察物体的刺激信号是脉冲信号，且脉宽小于 1/20，则视觉印象来不及消失，从而给人以连续而固定的假象，这种现象称为闪频效应。

图2-4 离心式转速表

图2-5 离心式转速表原理

闪频法测量转速就是根据闪频效应原理，用一个频率连续可调的闪光灯照射被测旋转轴上的某一固定标记，调节闪光频率，直到旋转轴上出现一个单定像为止，这时便可从电子计数器或圆刻度盘上读出被测的转速。

（3）光电法。光学法测量转速的原理是根据光源发射出的光被待测目标反射或透射后，由光敏元件接收，产生相应的电脉冲信号，经过处理得到转速。光学法测量简单、操作方便，且精度高，因而得到广泛应用。

（4）磁电法。横穿导磁体的磁通发生变化时，该导体将产生电动势，这种现象称为电磁感应作用，产生的电压称为感应电动势，测速发电机是利用电磁感应原理制成的一种把转动的机械能转换成电信号输出的装置，其核心为一对定子和转子，转子与被测旋转轴连接，当其旋转时切割磁力线产生感应电动势，感应电动势的大小与转速成正比，从而通过测量输出电压即可测得转速。与普通发电机不同之处是它有较好的测速特性，例如，输出电压与转速之间呈较好的线性关系，较高的灵敏度等。测速发电机分为直流和交流两类，磁电法主要用于测量发电机的转速。

当安装在被测转轴上的导磁体旋转时，其依次通过永久磁铁两磁极间的间隙，使磁路的磁阻和磁通发生周期性变化，从而在线圈上感应出频率和幅值均与转轴转速成比例的交流电压信号。

3.加速度的测量

加速度是表征物体在空间运动本质的一个基本物理量。因此，可以通过测量加速度来测量物体的运动状态。加速度测量被应用于现代生产生活的许多方面，如手提电脑的硬盘抗摔保护；数码相机和摄像机中用来检测拍摄时的手部的振动，自动调节相机的聚焦；汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面等。加速度测量也有两类：一种是角加速度测量，主要是由陀螺仪（角速度传感器）的改进而来；另一类就是线加速度测量。

常用的加速度测量方法如表2-6所示。

表2-6 常用的加速度测量方法

1）压电式加速度测量

压电式加速度传感器（见图2-6）在加速度测量中非常普遍，属于惯性式传感器。压电式加速度传感器是基于压电晶体的压电效应工作的。某些晶体在一定方向上受力变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷；当外力去除后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称为“压电效应”，具有“压电效应”的晶体称为压电晶体。常用的压电晶体有石英、压电陶瓷等。压电式加速度传感器的原理是利用压电陶瓷或石英晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化，如图 2-7 所示。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。压电式加速度传感器具有较宽的测量范围和优良的频响特性，通常不用于进行稳态加速度测量。

图2-6 压电式加速度传感器

图2-7 压电晶体加速度传感器原理

2）电容式加速度测量

电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器，如图 2-8 所示。电容式加速度传感器是目前比较通用的加速度传感器。它是通过弹簧片支撑的质量块作为差动电容器的活动极板，并利用空气阻尼。电容式加速度传感器的特点是频率响应范围宽，测量范围大。在某些领域无可替代，如安全气囊、手机移动设备等。电容式加速度传感器/电容式加速度计采用微机电系统（MEMS）制造工艺，在大量生产时将变得更加经济，从而保证了较低的成本。

图2-8 电容式加速度传感器原理

1—下固定极板；2—客体；3—簧片；4—质量块；5—上固定极板；6—绝缘体

3）压阻式加速度测量

压阻式加速度传感器是压阻式加速度传感器的弹性元件，均采用微机械加工技术形成硅梁外加质量块的形式，质量块由悬臂梁支撑，并在悬臂梁上制作电阻，连接成测量电桥，利用压阻效应来检测加速度。在惯性力作用下质量块上下运动，悬臂梁上电阻的阻值随应力的作用而发生变化，引起测量电桥输出电压变化，以此实现对加速度的测量。该结构形式的传感器示意如图 2-9 所示。压阻式硅微加速度传感器的典型结构形式有很多种，有悬臂梁、双臂梁、梁和双岛梁等结构形式。

压阻式加速度传感器体积小、频率范围宽、测量加速度的范围宽，直接输出电压信号，低功耗，易于集成在各种模拟和数字电路中，不需要复杂的电路接口，大批量生产时价格低廉，可重复生产性好，可直接测量连续的加速度和稳态加速度，但对温度的漂移较大，对安装和其他应力也较敏感等特点。广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。

4）应变式加速度测量

图2-10所示为应变式加速度测量传感器的原理示意图。其工作原理是，当传感器随被测物体运动时，悬臂梁3在惯性力的作用下发生弯曲变形，使贴在悬臂梁上的应变片产生的应变值与运动加速度成一定比例，从而通过测量应变的变化即可得到被测加速度。

与压电式加速度传感器相比，应变式加速度传感器频响较低，比较适用于进行稳态加速度测量。

图2-9 压阻式加速度传感器示意

图2-10 应变式加速度传感器示意

2.3.3 温度的测量

温度是表征物体冷热程度的物理量，是

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