電橋在應(yīng)變式傳感器中的應(yīng)用研究與分析畢業(yè)論文-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 rr? ,由材料力學(xué)可知 rr? ()ll? ?? ? ? ???， ? 為電阻絲材料的泊松系數(shù)， 經(jīng)整理可得 (1 2 )RR? ? ? ? ? ? ?? ? 通常把單位應(yīng)變所引起的電阻相對(duì)變化稱為電阻絲的靈敏系數(shù)，其表達(dá)式為 0RRK (1 2 )???? ? ?? ? ? ?? 從上式可以明顯看出，電阻絲靈敏系數(shù) 0K 由兩部分組成：（ 1+2? ）表示 受力后由材 料的幾何尺寸變化引起的； ???? 表示由材料電阻率變化引起的。 電橋 電橋的定義及分類 一般地，被測(cè)量是非常微弱的，必須用專門的電路來(lái)測(cè)量這種微弱的變化，最常用的電路就是各種電橋電路，主要有直流和交流電橋電路。 設(shè)電橋的橋臂比為 nRRRR ?? 2314 ， 根據(jù)電橋的工作原理， 并忽略一些極小的無(wú)影響的量， 可以得到輸出電壓的表達(dá)式為11)1( 2 RRnnUV ??????? ?? ， 同時(shí)得到單臂電橋靈敏度表達(dá)式2)1(/ nnURRVk v ????=4U 單臂電橋的實(shí)際輸出電壓與電阻變化的關(guān)系是非線性的， 存在非線性誤差， 故不常使用。 2 應(yīng)變式傳感器電橋 電路的理論分析 眾所周知，將粘貼在彈性元件應(yīng)變區(qū)上的電阻應(yīng)變 片，按相對(duì)臂應(yīng)變方向相同、相鄰臂應(yīng)變方向相反的原則，組成惠斯通電橋電路，即稱重傳感器的初始電路。理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，稱重傳感器的電路補(bǔ)償與調(diào)整，應(yīng)嚴(yán)格按照上述順序進(jìn)行。引起稱重傳感器零點(diǎn)溫度漂移的因素很多，歸納起來(lái)主要有如下幾點(diǎn) : ① 彈 性元件、電阻應(yīng)變計(jì)、應(yīng)變粘結(jié)劑的線膨脹系數(shù)不同，彈性元件的縱向和橫向膨脹率不同，電阻應(yīng)變計(jì)基底和應(yīng)變粘結(jié)劑底膜的厚度不同，在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生不同程度的熱脹冷縮，使電阻應(yīng)變計(jì)敏感柵 變 長(zhǎng)或縮短，引起電阻值變化 。 ⑤彈性元件與外殼的溫度系數(shù)不同，彈性元件曲率的影響，大氣壓力波動(dòng)等影響，雖然比上述各項(xiàng)影響小，但也會(huì)使電阻值稍有變化。 引起傳感器零點(diǎn)溫度漂移的各種因素，都可以看成是因電橋電路四個(gè)橋臂的電阻溫度系數(shù)不一致而造成的。因?yàn)槿珮蚴届`敏度最高，等臂電橋各橋臂參數(shù)基木一致 .所以便于抵消各種干擾 量的影響 。上述使零點(diǎn)輸出近似為零所進(jìn)行的調(diào)整，稱之為零點(diǎn)輸出 補(bǔ) 償。應(yīng)變靈敏系數(shù) K 要低。電阻應(yīng)變計(jì)敏感柵殘余腐蝕的影響 。 (7)傳感器引出線與電阻應(yīng)變計(jì)基底之間 的絕緣電阻及電阻應(yīng)變計(jì)與彈性元件之間的絕緣電阻的變化 ?？傊?,零點(diǎn)的穩(wěn)定性是同靈敏度的穩(wěn)定性一樣重要的問(wèn)題 .應(yīng)引起傳感器研制與生產(chǎn)廠家的足夠重視。 15V 電源、177。因此稱重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的發(fā)展各國(guó)都非常重視。 電子稱屬于電子衡器的一種，它的發(fā)展也遵循這一趨勢(shì)。 電子秤的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 近幾年，國(guó)內(nèi)的電子稱重系統(tǒng)從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。特別是在準(zhǔn)確度和可靠性等方面有了很大的提高。根據(jù)近年來(lái)電子稱重技術(shù)和電子衡器的發(fā)展情況及電子衡器市場(chǎng)的需求，電子衡器總的發(fā)展動(dòng)向?yàn)椋盒⌒突?、模塊化、智能化、集成化；其技術(shù)性能趨向于速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其應(yīng)用性趨向于綜合性、組合性。這種模塊化組合不但提高了產(chǎn)品的通用性和可靠性，而且也大大提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。對(duì)某些商用電子計(jì)價(jià)秤而言，只具備稱重、 計(jì)價(jià)、顯示、打印功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，現(xiàn)代商業(yè)系統(tǒng)還要求它能提供各種銷售信息，把稱重與管理自動(dòng)化緊密結(jié)合，使稱重、計(jì)價(jià)、進(jìn)庫(kù)、銷售管理一體化，實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化。 15 電子稱工作原理 電子秤的工作原理如下： 當(dāng)物體放在秤盤上時(shí)，壓力施給傳感器，該傳感器發(fā)生形變，從而使 阻抗 發(fā)生變 化，同時(shí)使用激勵(lì) 電壓 發(fā)生變化，輸出一個(gè)變化的 模擬信號(hào) ；該信號(hào)經(jīng) 放大電路 放大輸出到 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ；轉(zhuǎn)換成便于處理的 數(shù)字信號(hào) 輸出至單片機(jī)；單片機(jī)進(jìn)行處理、運(yùn)算后將結(jié)果送至顯示器進(jìn)行顯示。 （ 1） 傳感器 電子秤 傳感器的測(cè)量電路通常使用橋式測(cè)量電路， 它 將應(yīng)變電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，這就是傳感器輸出的電信號(hào)。輸入阻 抗 : 405177。大多數(shù)橋接傳感器都要求較高的激勵(lì)電壓（通常為 10 V），同時(shí)輸出較 低的滿量程差動(dòng)電壓，約為 2 mV/V。在電子稱的設(shè)計(jì)中用的較多的是雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器及Δ ε型 A/D 轉(zhuǎn)換器 . 這樣，將上述各組件組合集成化，并加以實(shí)驗(yàn)校正便可得到數(shù)字型電子稱重儀。在此要感謝老師的悉心關(guān)懷和精心指導(dǎo)，老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)于律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華，平 易近人的人格魅力對(duì)我影響很深。 20 參 考 文 獻(xiàn) [1] 陳杰，黃鴻 . 傳感器與檢測(cè)技術(shù) .高等教育出版社 20xx； [2] 匡樂(lè)滿 .大學(xué)物理第一冊(cè) .北京 :北京郵電大學(xué)出版社 ,20xx [3] 鄧永令 ,賈起民 ,方小敏 .力學(xué) .北京 :高等教育出版社 , 20xx [4]程守株 ,江之永 .普通物理學(xué)Ⅰ .北京 :高等教育出版 ,20xx [5]童詩(shī)白，華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社 ,20xx [6]閻石 .數(shù)字電子技術(shù) .高等教育出版 ,20xx [7]臧春華 ，鄭步生，劉方，崔曉平 .現(xiàn)代電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx [8]丁慎訓(xùn)，張孔時(shí) .物理實(shí)驗(yàn)教程 .北京清華大學(xué)出版社， 1991 [9] 高吉祥等 .電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) .北京 .電子工業(yè)出版社 [10] 宋文續(xù)，揚(yáng)帆 .傳感器與檢測(cè)技術(shù) .北京：高等教育出版社， [11] 常健生 .檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [12] 楊幫文 .新編傳感器實(shí)用寶典 .北京 .機(jī)械工業(yè)出版社 . [13] 凌志浩 .智能儀表原理與設(shè)計(jì)技術(shù) .上海：華東理工大 學(xué)出版社， [14] 邱寄帆等 .數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)訓(xùn) .北京 .人們郵電出版社 .
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