[工學(xué)]第二章電阻應(yīng)變式傳感器(編輯修改稿)
2024-11-09 14:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2. 試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變 tt ggt llll ?????? ?? 0001 )1(tgtt llll ????? ?0011tt mmt llll ?????? ?? 0002 )1(tmtt llll ????? ?0022（ 215） (216) （ 217） （ 218） 為溫度為 t0時的應(yīng)變絲長度； 為溫度為 t時的應(yīng)變絲長度； 為溫度為 t時應(yīng)變絲下的試件長度； βg為應(yīng)變絲的線膨脹系數(shù)； βm為試件的線膨脹系數(shù)； 、 分別為溫度變化 時應(yīng)變絲和試件的膨脹量。 l0 lt1lt2lt? 1lt2??lt? 1 lt2?lt? 1 lt2?lt??由式（ 216）和式（ 218）可知，如果 不相等，則 也不等。但是應(yīng)變絲和試件是粘貼在一起的， 拉長至 ，就使應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形 ，即 2. 試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變 若應(yīng)變絲被迫從 tgmttt llll ???????? )(012 ??? （ 219） 折算為應(yīng)變，則 2. 試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變 tgmtt ll ????? )(0?????（ 220） 引起的電阻變化為 tK gmt RR ???? )(0 ???因此，由于溫度變化 t?而引起的總阻值變化為 （ 221） t?tKt gmttt RRRRR ?????????? )(00 ????? （ 222） 總附加虛假應(yīng)變量為 2. 試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變 tK taK gmtt RR ??????? )(/ 0 ???（ 223） 溫度補償方法 溫度補償方法，分為 橋路補償 和 應(yīng)變片自補償 兩大類。 1. 橋路補償法 橋路補償法也稱補償片法。應(yīng)變片通常是作為平衡電橋的一個臂測量應(yīng)變的，圖 26中 R1為工作片， R2 為補償片。 電阻應(yīng)變式傳感器的溫度誤差及其補償 溫度補償方法 工作片 粘貼在試件上需要測量應(yīng)變的地方，補償片 粘貼在一塊不受力的與試件相同材料上，這塊材料自由地放在試件上或其附近，如圖 26b所示。當(dāng)溫度發(fā)生變化時，工作片 和補償片 的電阻都發(fā)生變化，而它們的溫度變化相同， 和 為同類應(yīng)變片，又粘貼在相同的材料上，因此 和 分別接入電橋的相鄰兩橋臂，則因溫度變化引起的電阻變化 和 的作用相互抵消，這樣就起到了溫度補償?shù)淖饔谩? R1 R2R1 R2R1 R2R1 R2R? 1 R? 2 圖 26 橋路補償法 值的應(yīng)變片只能用在一種材料上，因 2. 應(yīng)變片自補償法 電阻應(yīng)變式傳感器的溫度誤差及其補償 粘貼在被測部位上的是一種特殊應(yīng)變片，當(dāng)溫度變化時，產(chǎn)生的附加應(yīng)變?yōu)榱慊蛳嗷サ窒@種特殊應(yīng)變片稱為應(yīng)變片自補償法。下面介紹兩種自補償應(yīng)變片。 （ 1）選擇式自補償應(yīng)變片 由式 (223)可知，實現(xiàn)溫度補償?shù)臈l件為 0)( ?????? tK ta gmt ???則 )( gmK ??? ??? (224) 被測試件材料確定后，就可以選擇適合的應(yīng)變片敏感柵材料滿足式（ 224），達(dá)到溫度補償。這種方法的缺點是一種 ? 此局限性很大。 R1 R2Rt? 1 Rt? 2R1 R2雙金屬敏感柵自補償應(yīng)變片也稱組合式自補償應(yīng)變片。它是利用兩種電阻絲材料的電阻溫度系數(shù)不同（一個為正，一個為負(fù)）的特性，將二者串聯(lián)繞制成敏感柵，如圖 27所示。若兩段敏感柵的電阻 和 而產(chǎn)生的電阻變化 和 大小相等而符號相反， 和 的比值關(guān)系可由下 （ 2）雙金屬敏感柵自補償應(yīng)變片 電阻應(yīng)變式傳感器的溫度誤差及其補償 ，由于溫度變化 就可以實現(xiàn)溫度補償，電阻 式?jīng)Q定： RRRRRRtt112221//???而其中 )()( 21 RR tt ????。 圖 27 雙金屬絲柵法 3. 熱敏電阻補償法 如圖 28所示，圖中的熱敏電阻 RT處在與應(yīng)變片相同的溫度條件下，當(dāng)應(yīng)變片的靈敏度隨溫度升高而下降時，熱敏電阻 RT的阻值也下降，使電橋的輸入電壓隨溫度升高而增加，從而提高電橋的輸出，補償因應(yīng)變片引起的輸出下降。選擇分流電阻 R5可以得到良好的補償。 的值， 圖 28 熱敏電阻補償法 測量電橋的工作原理 平衡電橋多用直流供電，四臂中任一電阻可用應(yīng)變片代替，因為應(yīng)變片工作過程中阻值變化很小，所以可認(rèn)為電源供出的電流 I在工作過程中是不變的，即加在 3~4間的電壓是一個定值，如圖 29所示。假定電源為電動勢源，內(nèi)阻為零，則在檢流計中流過的電流
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