電阻應(yīng)變式傳感器(1)-wenkub
2023-05-21 01:16:45 本頁面
【正文】 阻應(yīng)變片的基本形狀 ? 圖 410示出了電阻應(yīng)變片的基本形狀。 ? 金屬導(dǎo)體的應(yīng)變效應(yīng) – 金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時，其 電阻值 隨著它所受機(jī)械變形 ( 伸長或縮短 ) 的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象。由于大多數(shù)金屬材料的 之間，所以 在 ~。 – 箔式 :通過光刻、腐蝕等工序制成的一種很薄的金屬箔柵，允許最大工作電流較大，靈敏度高。工作電流大，應(yīng)變片輸出信號就大，靈敏度高。 ? 當(dāng)沿某一晶軸方向切下一小條半導(dǎo)體應(yīng)變片，若只沿其縱向受到應(yīng)力，其電阻率的變化量可由下式表示： ? ? 式中， 為半導(dǎo)體縱向壓阻系數(shù)； 為半導(dǎo)體材料的彈性模量； 為沿半導(dǎo)體小條縱向的應(yīng)變。 – 其主要缺點是：電阻溫度系數(shù)大；一般可達(dá) 10－ 3/℃ ；靈敏度系數(shù)隨溫度變化大；非線性嚴(yán)重；測量范圍小。 ? 目前應(yīng)變片電橋大都采用 交流電橋 ，但由于 直流電橋 比較簡單，交流電橋原理與它相似，所以以直流電橋作分析 ,如圖 411所示。 2 ）對稱電橋 對于電源左右兩邊對稱，例如 產(chǎn)生縱向應(yīng)變 ， 產(chǎn)生橫向應(yīng)變 ， 、 為固定電阻。 41 RR ? 32 RR ? aRRRR ?? 4312 // 4R1R3R2R?? )1()1( 2 ??? kaaUU o )1()1( 2 ???? aaUK U1?a UK 4）全等電橋 ， 均為應(yīng)變片，設(shè) 和 產(chǎn)生縱向應(yīng)變 ， 和 產(chǎn)生橫向應(yīng)變 ，則式（ 424）可寫成： 這種情況稱為全橋，其電壓 靈敏度最高 ，因此是最常用的一種橋路。 圖 412 多片應(yīng)變片串聯(lián) 4）實際上，橋路輸出電壓與應(yīng)變是非線性的。 圖 413 有源電橋 ? 5）上述討論假設(shè)負(fù)載電阻 ，實際上是不可能的。 1）畫出橋路接線圖； 2）求橋路供橋電壓； 3）載荷 4t和 2t時，橋路輸出 電壓分別是多少？ 4）載荷 2t時， 的阻值分 別為多少？ V / V0 0 ?Uk2?k41 ~ RR圖 415 電阻應(yīng)變傳感器展開圖 解： 1）根據(jù)上面 結(jié)論 1） ，產(chǎn)生相同應(yīng)變的應(yīng)變片不能接在相鄰橋臂上。由式（ 433）可求得： F 1R 3Rr?4R2R?221 ??? ?k ??62 102666)(102402)1(2 ?????????? ?? kUU o????????? ? )1026662120210( 631 ?RkRRR?? 66 ?? ????????? ??? r????????? ? )1013332120210( 642 rRkRRR ??? ?? )1(2 ?? kUU o )1(2 ?? ?? kU U o電橋的零位調(diào)整 ? 由于制造工藝的原因應(yīng)變傳感器在不受載荷時，其輸出電壓不為零，因此使用前必須調(diào)零。通常 RP的大小可與 相同，取值為數(shù)千歐姆。 U?41 ~ ZZ 41 ~ RR4231 ZZZZ ?圖 417 交流電橋調(diào)零 ? 由于 溫度變化
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