[工學(xué)]第四章 傳感器-文庫吧
2024-12-20 21:44 本頁面
【正文】 12 RREUo??可知： Uo與 Δ R1/R1成線性關(guān)系 ， 無非線性誤差 ， 而且電橋電壓靈敏度 KU=E/2， 是單臂工作時的兩倍 。 全橋差動 ：電橋四臂接入四片應(yīng)變片 ， 即兩個受拉應(yīng)變 ，兩個受壓應(yīng)變 ， 將兩個應(yīng)變符號相同的接入相對橋臂上 。若 Δ R1=Δ R2=Δ R3=Δ R4， 且 R1=R2=R3=R4， 則 EKRREUUo???11 結(jié)論： 全橋差動電路不僅沒有非線性誤差 ， 而且電壓靈敏度為單片工作時的 4倍 。 交流電橋 引入原因： 由于應(yīng)變電橋輸出電壓很小 ，一般都要加放大器 ， 而直流放大器易于產(chǎn)生零漂 ， 因此應(yīng)變電橋多采用交流電橋 。 由于供橋電源為交流電源 ， 引線分布電容使得二橋臂應(yīng)變片呈現(xiàn)復(fù)阻抗特性 ， 即相當(dāng)于兩只應(yīng)變片各并聯(lián)了一個電容 。 U?圖 7 交流電橋 Z1U?oU?( a )Z2Z3Z4～R1R2R4R3oU?C1C2U?( b )～?????????????????44312222111111RZRZCRjRZCRjRZ??式中 , C C2表示應(yīng)變片引線分布電容。 每一橋臂上復(fù) 阻抗分別為 交流電橋輸出： ))(( 43213241ZZZZZZZZUUo ???? ??電橋平衡條件 ： Uo=0，即 Z1Z4=Z2Z3 整理可得 3222411111 RCRjRRCRjR?? ???變形為： 24241313 CRjRRCRjRR ?? ???交流電橋的平衡條件 （實部、虛部分別相等）： 3412RRRR ?2112CCRR ?R1R2R4R3A CR5DU?oU?( a )R1R2R4R3A CR5U?oU?( b )B BR6R1R2R4R3A CU?oU?( c )BC1C2C3C4R1R2R4R3A CCU?oU?( d )BRD～ ～～ ～圖8 交流電橋平衡調(diào)節(jié) 4. 應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用 應(yīng)變片能將應(yīng)變 直接 轉(zhuǎn)換成電阻的變化 其它物理量 （ 力 、 壓力 、 加速度等 ） ， 需先將這些量轉(zhuǎn)換成 應(yīng)變 (通過彈性元件 ） 應(yīng)變式傳感器的組成： 彈性元件 、 應(yīng)變片 、 附件（ 補償元件 、 保護罩等 ） 應(yīng)變式力傳感器 被測物理量： 荷重或力 主要用途： 作為各種電子稱與材料試驗機的測力元件 、 發(fā)動機的推力測試 、 水壩壩體承載狀況監(jiān)測等 。 力傳感器的彈性元件： 柱式 、 筒式 、 環(huán)式 、 懸臂式等 圖 9 （ a） 柱式；（ b） 筒式；（ c） 圓柱面展開圖；（ d） 橋路連線圖 ( a ) ( b )( c )R1R5R2R6R3R7R4R8R1R3R5R7R6R8R2R4( d )UoU?～ 1. 柱 （ 筒 ） 式力傳感器 2. 環(huán)式力傳感器 圖 10 環(huán)式力傳感器 (a) 環(huán)式傳感器結(jié)構(gòu)圖； (b) 應(yīng)力分布 ( a )AR1R2Bh( b )MBA?FR? ＝ 3 9 . 5 176。 應(yīng)變式壓力傳感器 主要用來測量流動介質(zhì)的動態(tài)或靜態(tài)壓力 應(yīng)變片壓力傳感器大多采用膜片式或筒式彈性元件 。 在壓力 p作用下 ， 膜片產(chǎn)生徑向應(yīng)變 ε r和切向應(yīng)變ε t， 表達式分別為 EhxRpEhxRptr222222228))(1(38)3)(1(3??????????圖 11 （ a） 應(yīng)變變化圖 。 （ b） 應(yīng)變片粘貼 ?t ?rxhRpR2R1R4R3?r?t( a ) ( b ) 感壓膜感受上面液體的壓力 。 當(dāng)容器中溶液增多時 ， 感壓膜感受的壓力就增大 。 將其上兩個傳感器 Rt的電橋接成正向串接的雙電橋電路 ， 此時輸出電壓為 Uo=U1＋ U2=(K1＋ K2)hρg 式中 , K1， K2為傳感器傳輸系數(shù)。 AQgh ??120()K K QUA?? 結(jié)論： 電橋輸出電壓與柱式容器內(nèi)感壓膜上面溶液的重量成線性關(guān)系 ， 因此可以測量容器內(nèi)儲存的溶液重量 。 圖 12 應(yīng)變片容器內(nèi)液體重量傳感器 微 壓 傳 感器電阻應(yīng)變敏感元件傳壓桿感壓膜hRLU1R2R4R0R1R3RtUoLR ?U22R ?1R ?4R ?0R ?tR ?3R ? 用于物
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