[工學]3+4-1 電阻式傳感器-文庫吧
2025-01-01 05:07 本頁面
【正文】 從分開的端子處，預先用萬用表測量應變片的電阻，發(fā)現(xiàn)端子折斷和壞的應變片。 現(xiàn)場應變片的粘貼 ： 2022/2/13 21 將引線和端子用烙鐵焊接起來，注意不要把端子扯斷。 ： 現(xiàn)場應變片的粘貼 2022/2/13 22 焊接后用膠布將引線和被測對象固定在一起，防止損壞引線和應變片。 現(xiàn)場應變片的粘貼 ： 2022/2/13 23 應變式傳感器 ? 基本組成：應變片、測量電路 ? 敏感元件：金屬 、半導體 ? 測量電路： 將應變敏感元件的阻值變化轉(zhuǎn)變成電量輸出 電量變化的大小反映了被測物理量的大小 傳感器應該具有哪些品質(zhì)？ 溫度系數(shù) 三、應變片特性 2022/2/13 24 溫度誤差及補償 敏感柵的電阻絲阻值隨溫度變化的關(guān)系可用下式表： Rt=R0（ 1+a0Δt） 式中： Rt —— 溫度為 t ℃ 時的電阻值 。 R0 —— 溫度為 t0℃ 時的電阻值 。 α0 —— 金屬絲的電阻溫度系數(shù) 。 Δt —— 溫度變化值 , Δt=t –t0 當溫度變化 Δt時 , 電阻絲電阻的變化值為 ΔRt=Rt R0= R0a0Δt a) 電阻溫度系數(shù)的影響 —— 傳感器的影響因素 1 2022/2/13 25 b) 試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響 ? 當試件與電阻絲材料的 線膨脹系數(shù) 相同時 , 不論環(huán)境溫度如何變化 , 電阻絲的變形仍和自由狀態(tài)一樣 , 不會產(chǎn)生附加變形 。 ? 當試件和電阻絲線膨脹系數(shù)不同時 , 由于環(huán)境溫度的變化 , 電阻絲會產(chǎn)生附加變形 , 從而產(chǎn)生附加電阻 。 設(shè)： 電阻絲和試件在溫度為 0℃ 時的長度均為 L0，它們的 線膨脹系數(shù) 分別為 βs和 βg， 若兩者不粘貼 ， 則它們的長度分別為 : Ls= L0（ 1+βsΔt） Lg= L0（ 1+βgΔt） 2022/2/13 26 當二者粘貼在一起 時 , 電阻絲產(chǎn)生的附加變形 ΔL, 附加應變 εβ和附加電阻變化 ΔRβ分別為： 溫度變化引起的 總電阻的變化 ： 00RRRRR??? ? ?? ?00 ()gst K t? ? ?? ? ? ? ?00[ ( ) ]gsKt? ? ?? ? ? ?ΔL= Lg Ls =（ βgβs） L0Δt εβ =ΔL/L0=（ βgβs） Δt ΔRβ= K0 R0 εβ= K0 R0(βgβs)Δt 靈敏度 系數(shù) 電阻溫度系數(shù) 線膨脹系數(shù) 2022/2/13 27 折合成附加應變量或虛假的應變 εt , 有 εt是因為溫度變化引起的測量誤差 。 000/ [ ( ) ]tt g sRR tKK?? ? ??? ? ? ? ?消除這種誤差的溫度補償?shù)霓k法 ⑴ 線路補償法 1 1 2 2ttR R R R? ? ? ? ? R1 B R2 R3 R4 U0 U F F 補償塊 試件 28 R3=R4 R R2具有相同的電參數(shù) 補償塊與試件是相同性質(zhì)的材料 兩個應變片在同一個溫度場 R1 B R2 R3 R4 U0 U F F 補償塊 試件 補償條件 ⑵ 應變片的自補償法： 00 ()gsK ??? ? ? ?令 /0tRR??2022/2/13 29 四、測量電路 ? 由于機械應變一般都很小，要把微小應變引起的微小電阻變化測量出來，需要有專用測量電路，通常采用 直流電橋和交流電橋 。 直流電橋 )( 43 321 10 RR RRR REU ????直流電橋開路輸出電壓 直流電橋 2022/2/13 30 當電橋平衡時， Uo=0，則有： 4321RRRR ?設(shè)：電橋為開路情況，當產(chǎn)生應變時，若應變片電阻變化為 ΔR，其它橋臂電阻固定不變，電橋輸出電壓 Uo≠0，電橋不平衡，則輸出電壓為： 141 1 2 3 4RRE( R R R ) ( R R )??? ? ? ?4 1314121 1 3R RRRERRR( 1 ) ( 1 )R R R???? ? ? 設(shè)橋臂比 n = R2/R1 并忽略分母中 ΔR1/R1 ? ?1120 )1( RRnnEU ???2110)1( nnERRUKU ????電壓靈敏度 31101 1 2 3 4RRRU E ( )R R R R R?????? ? ?2022/2/13 31 ? 電橋電壓靈敏度正比于電橋供電電壓 ，供電電壓越高，電橋電壓靈敏度越高，但供電電壓的提高受到應變片允許功耗的限制，所以要作適當選擇； ? 電橋電壓靈敏度是橋臂電阻比值 n的函數(shù) ，恰當?shù)剡x擇橋臂比 n的值，保證電橋具有較高的電壓靈敏度。 2110)1( nnERRUK U????電橋電壓 靈敏度 分 析 =R2/R1 2022/2/13 32 由 dKU /dn = 0 求 KU的最大值，得 0)1(132????nndndK U 求得 n=1時， KU為最大值。這就是說，在電橋電壓確定后，當 R1=R2=R3=R4時，電橋電壓靈敏度最高，此時有 RREU 10 4???UEK4?2110)1( nnERRUK U????單橋臂 2022/2/13 33 測量電路的特點 )1)(1(11110nRRnRR
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