Problem 1. (a)已知的方程: (ΔR / R₀) / ε = 1 + 2ν + (Δρ / ρ) / ε 在这个方程中: - ΔR 是电阻变化。 - R₀ 是初始电阻。 - ε 是应变。 - ν 是泊松比。 - Δρ 是电阻率变化。 - ρ 是初始电阻率。 现在,我们将从这个方程中导出应变计的标定因子(F)。 [ΔR / (R₀ε) - Δρ / (ρε)] = 1 + 2ν 对于一个矩形导体应变计,我们可以定义以下参数: - L₀:初始长度 - W₀:初始宽度 - H₀:初始厚度 - R₀:初始电阻 - ρ:初始电阻率 在应变计受到拉伸应变时,其长度变化 ΔL 与初始长度 L₀ 之间存在关系: ε = ΔL / L₀ 考虑到这些参数,我们可以表示电阻变化 ΔR 和电阻率变化 Δρ 如下: ΔR = (ρ * L₀ * ΔL) / W₀ * H₀ Δρ = ρ * (ΔR / R₀) 现在,将这些表达式代入我们的方程: [ΔR / (R₀ε) - Δρ / (ρε)] = 1 + 2ν [(ρ * L₀ * ΔL) / (W₀ * H₀ * R₀ * ε) - (ρ * ΔR / (R₀ * ρ * ε))] = 1 + 2ν 两个项都包含了 ΔL。我们可以将其提取出来: ΔL * [ (ρ * L₀) / (W₀ * H₀ * R₀ * ε) - (ρ / (R₀ * ε)) ] = 1 + 2 ν 现在,我们可以将方程简化: ΔL * [ (ρ * L₀) / (W₀ * H₀ * R₀ * ε) - (ρ / (R₀ * ε)) ] = 1 + 2 ν 现在,我们可以观察括号中的项,它们与电阻的标定因子 F 有关。标定因子通 常定义为 ΔR/R₀ 与应变 ε 之间的比值。所以: F = (ΔR / R₀) / ε 将其代入方程: ΔL * [F - (ρ / (R₀ * ε))] = 1 + 2ν 已经得到了与应变计的标定因子 F 有关的表达式。因此,可以证明应变计的标 定因子可以由给定的方程描述。 (b)压阻效应(Piezoresistive Effect)是一种物理效应,描述了在一些材 料中,电阻随着材料受到机械应变(压力或拉伸)而发生变化的现象。 (c)已知 F = (ΔR / R₀) / ε