[工學(xué)]3+4-1 電阻式傳感器-預(yù)覽頁
【正文】 電阻溫度系數(shù) 線膨脹系數(shù) 2022/2/13 27 折合成附加應(yīng)變量或虛假的應(yīng)變 εt , 有 εt是因為溫度變化引起的測量誤差 。這就是說，在電橋電壓確定后，當(dāng) 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(11110nRRnRRnEU???????? ?1120 )1( RRnnEU ??? 輸出電壓因略去分母中的 ΔR1/R1項而得出的是理想值，而實際值計算應(yīng)為 31101 1 2 3 4RRRU E ( )R R R R R?????? ? ?11110001RRnRRUUU???????非線性誤差為 —— 傳感器的影響因素 2 非線性誤差 2022/2/13 34 如果是四等臂電橋 ， R1=R2=R3=R4， 則 11L11R2RR12R????? 對于一般應(yīng)變片來說 ， 所受應(yīng)變 ε通常在5 103以下 ， 若取靈敏度 KU=2, 則 ΔR1/R1=KUε =， 計算得非線性誤差為 %。 交流電橋 2022/2/13 38 111 1 1RZR j R C?? ?222 2 2RZR j R C?? ?33 RZ ?44 RZ ?1 4 2 301 2 3 4U ( Z Z Z Z )U( Z Z ) ( Z Z )?? ????半 橋 2022/2/13 39 要滿足電橋平衡條件 ， 則有： Z1 Z4 = Z2 Z3 可得 12431 1 2 211RRRRj R C j R C?? ???整理得 343 1 4 212RRj R C j R C??? ? ?交流電橋的平衡條件為 : 3412RRRR ?2112CCRR ?當(dāng)被測應(yīng)力變化引起 Z1= Z0+ΔZ, Z2=Z0ΔZ變化時 則電橋輸出為 00 ZZ2UU ??? ?? 半 橋 2022/2/13 40 對交流電橋 ， 除要滿足電阻平衡條件外 ， 還必須滿足電容平衡條件 。 2022/2/13 41 作業(yè) P60 35, 6, 7 2022/2/13 42 五、 應(yīng)用 —— 應(yīng)變片傳感器 ? 力傳感器 ? 壓力傳感器 ? 容器內(nèi)液體重量傳感器 ? 加速度傳感器 應(yīng)變式傳感器 工作過程 ：通過彈性敏感元件將位移、力、力矩、壓力、重量、加速度、溫度等物理量形成應(yīng)變片電阻的變化，再經(jīng)過電橋、放大電路轉(zhuǎn)換成電量輸出。 實心圓柱，一般取 空心圓柱，一般取 其中： H為圓柱高度 D為圓柱外徑 d為圓柱內(nèi)徑 l為應(yīng)變片基長 lDH ?? 2ldDH ???( a ) ( b ) 2022/2/13 45 F R 2 R 4 傳感器的外形 應(yīng)變片的 粘貼位置 a）柱（筒）式力傳感器 2022/2/13 46 R 1 R 3 R 5 R 7 R 6 R 8 R 2 R 4 ( d ) U o U ? 161。 量程 2~，耗電量 ≤10mA，有公制 /英制單位轉(zhuǎn)換、峰值保持、自動斷電等功能。既提高輸出電壓靈敏度，又減小非線性誤差。如動力管道設(shè)備的進(jìn)出口氣體或液體的壓力、發(fā)動機(jī)內(nèi)部的壓力變化等。 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 ?2022/2/13 61 將其上兩個傳感器 Rt的電橋接成正向串接的雙電橋電路，則輸出電壓為： 式中 ， K K2為傳感器傳輸系數(shù) 。電阻的變化引起應(yīng)變片組成的橋路出現(xiàn)不平衡，從而輸出電壓，即可得出加速度 a值的大小。 半導(dǎo)體材料對溫度非常敏感，壓阻式傳感器的阻值與靈敏度系數(shù)易隨溫度變化產(chǎn)生 零漂 和 靈敏度 飄移。 2022/2/13 72 投入式液位計外形 壓阻式固態(tài) 壓力傳感器 光柱 顯示器 橡膠 背壓管 2022/2/13 73 投入式液位傳感器 投入式液位傳感器安裝方便，適應(yīng)于深度為幾米至幾十米，且混有 大 量 污物、雜質(zhì)的水或其他液體的液位測量。按 IEC標(biāo)準(zhǔn) , 鉑熱電阻的使用溫度范圍為 200~+850℃ 。 熱電阻結(jié)構(gòu) 2022/2/13 83 工業(yè)用熱電阻的結(jié)構(gòu) ? 支架起支撐和絕緣作用，具有一定形狀，如云母、石英或陶瓷塑料。 ? 熱電阻引線方式有兩線制、 三線制和四線制三種。 2022/2/13 87 可設(shè)定溫度的溫度控制箱 旋轉(zhuǎn)式機(jī)械 設(shè)定開關(guān) 撥碼式 設(shè)定開關(guān) 2022/2/13 88 二、半導(dǎo)體熱敏電阻 ⑴ 負(fù)溫度系數(shù)電阻 (NTC) ⑵ 正溫度系數(shù)電阻 (PTC) ⑶ 臨界溫度系數(shù)電阻 (CTC) 107104OCTC PTCNTC40 80 120 160 200溫度/ ℃熱敏電阻的 典型特性 a) 溫度特性 b)熱敏電阻的結(jié)構(gòu)及符號 結(jié)構(gòu)圖 1— 探頭 2— 引線 3— 殼體 2022/2/13 89 c) NTC熱敏電阻的特性 R, Ro— 為溫度 T(K)和 T0(K)時的電阻值 溫度系數(shù) B — 熱敏電阻的材料常數(shù) 一般情況下： B=2022K~600
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