【正文】 時，試求電橋的輸出 Uo。 ⑵ 電橋的電壓靈敏度 ① 單臂電橋的電壓靈敏度 單臂電橋是將電阻應(yīng)變片接入電橋的一個橋臂，如 圖 24 的 R1 位置，其余橋臂為固定電阻，則其輸出電壓為 (217) 因?yàn)殡姌虺跏紶顟B(tài)時是平衡的，有 R2/R1=R4/R3，令 n=R2/R1= R4/R3為橋比。該電路為單臂電橋， R1 是應(yīng)變片，其余為同阻值 的固定電阻。為了消除轉(zhuǎn)彎段的影響，減小橫向效應(yīng)，可使轉(zhuǎn)彎段 “短路 ”或盡量使轉(zhuǎn)彎段本身的阻值降低，為此，一般多采用箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)，它的轉(zhuǎn)彎段與直線段相比要寬大得多，如 圖 42(b)所示的結(jié)構(gòu) 。實(shí)驗(yàn)表明，在彈性變形范圍內(nèi)，Δ R/R 與軸向應(yīng)變ε x 的關(guān)系滿足下式 : (26) 定義 K=(Δ R/R)/ε x 為應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)。 傳統(tǒng)的 絲式金屬應(yīng)變片已經(jīng)很少見，目前常用的是箔式金屬應(yīng)變片 這 種應(yīng)變片的制作方式有蝕刻、蒸發(fā)和濺射等工藝。 圖 22(a)、 (b)、 (c)分別是絲式應(yīng)變片、箔式應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)。 為了弄清楚電阻應(yīng)變片的工作原理，先考察金屬電阻絲受力變形后的電阻變化，電阻絲拉伸前后的變化 如圖 21 所示。再由 A/D 轉(zhuǎn)換電路把接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳送到顯示電路，最后由顯示電路顯示數(shù)據(jù)。 課題意義 電子秤具有稱重精確度高，簡單實(shí)用，攜帶方便成成本低，制作簡單，測量準(zhǔn)確，分辨率高，不易損壞和價格便宜等優(yōu)點(diǎn)。 電阻應(yīng)變片傳感器 通過調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù)， 并采用 A/D 轉(zhuǎn)換器，通過A/D 轉(zhuǎn)換電路把接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳送到顯示電路，最后由顯示電路顯示數(shù)據(jù)。這種電子秤具有精確度高，操作簡單，性能穩(wěn)定 ，價格低廉，成本低，制作簡單等優(yōu)點(diǎn) 。 17 第 5 章 用電阻片構(gòu)成的電子秤 ..................................................................................... 19 總 結(jié) ........................................................................................................................... 21 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 22 第 III 頁 第 1 頁 前 言 本文簡述的是由電阻應(yīng)變片式傳感器組成的電子秤。是家庭購物使用的首選 其電路構(gòu)成主要有測量電路，差動放大電路， A/D 轉(zhuǎn)換，顯示電路。 具體方案如下： 電阻應(yīng)變式傳感器輸出信號 差動放 大電路放大信號 顯示電路 （ LED） A/D 轉(zhuǎn)換電路（雙積分） 第 3 頁 SLR ??第 2 章 測量電路 電阻應(yīng)變式傳感器就是將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化 , 再經(jīng)相應(yīng)的測量電路而最后顯示或記錄被測量值的變化。 圖 41 金屬絲應(yīng)變效應(yīng) 金屬絲的原始長度是 L，半徑 r，受力 F 作用后長度為 L+Δ L，半徑為rΔ r。絲式、箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將敏感應(yīng)變的電阻絲用不同的工藝方法制作成柵狀。 ???? ????? )21(RRRRk ???/12k ??? ??? ? ? 第 5 頁 應(yīng)變片的阻值通常在一百歐姆到幾千歐姆之間，金屬應(yīng)變片阻值較小，半導(dǎo)體應(yīng)變片阻值較大。它表示安裝在被測試件上的應(yīng)變片在其軸向受到單向應(yīng)力時，引起的電阻相對變化Δ R/R 與其單向應(yīng)力引起的試件表面軸向應(yīng)變ε x 之比。 應(yīng)變片的溫度誤差及補(bǔ)償 ⑴ 應(yīng)變片的溫度誤差 ① 電阻溫度系數(shù)引起的阻值變化 當(dāng)金屬電阻絲的溫度變化時，其電阻也將改變。如果 R2 處接入一個與 R1 具有相同溫度虛應(yīng)變的電阻，則可起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?由于Δ R1/R1 很小，則 (218) 定義直流電橋電路的靈敏度系數(shù)為 (219) 欲使電路的靈敏度最大，令 0U???nK ，得 (1+n)22n(1+n)=0 (220) )( 43 321 1o RR RRR REU ?????4321 RRRR?4 2 4 13 3 1 3 1111 2 41 1 2 3 41 1 3()( 1 ) ( 1 )oR R R RR R R R RRRU E ER R RR R R R RR R R?? ? ???? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?112o Δ)1( RRnnEU ????211 oU )1(/ nnERRUK ???? 第 9 頁 即 n=1。 圖 27 例 41 應(yīng)變片的粘貼與接法 解 : 因?yàn)閺椥泽w受拉時， R R4 受到拉伸，圓周向 R R3 受壓縮，拉伸壓縮比取決于泊松比，所以需要先求得軸向的拉伸應(yīng)變，再計算圓周向的壓縮應(yīng)變。 0000000o 21 Z ZUZZ ZZZZZ ZZUU ??? ? ?????????? ????? ??? ??? 第 13 頁 第 3 章 應(yīng)變傳感器的應(yīng)用 柱 (筒 )式力傳感器 圖 31 (a)、 (b)分別為柱式拉、壓力傳感器，應(yīng)變片粘貼在彈性體外壁應(yīng)力分布均勻的中間部分，對稱地粘貼多片。 微壓傳感器等效為一個感壓的電橋電路，如圖 32(b)所示，此時輸出電壓為 Uo=Khρ g (336) 式中： K 為傳感器傳輸系數(shù)； ρ 為液體的密度。它只需 高精度 OP07 和幾只電阻器，即可構(gòu)成性能優(yōu)越的儀表用放大器。 OP07 同時具有輸入偏置電流低和開環(huán)增益高的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得 OP07 特別適用于高增益的測量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號等方面。 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 常用的幾種 A/D 類型：積分型、逐次逼近型、并行比較型 /串并行型、ΣΔ調(diào)制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。 31/2 位A/D，轉(zhuǎn)換器 ICL7126 的參考電壓輸人正端，由 RP2 中間觸頭引入，負(fù)端則由 RP3 的中間觸頭引入。 第 21 頁 總 結(jié) 在電子技術(shù)的課程設(shè)計中，我花