【文章內(nèi)容簡介】 去 項 ， 即： 12 R?1RR ???11144RUUUKR ??? ? ? ?86 當 R2， R3， R4分別發(fā)生變化時 ，有： 22244RUUUKR ??? ? ? ? ? ?33344RUUUKR ??? ? ? ? ? ?44444RUUUKR ??? ? ? ?87 電橋的輸出電壓： 1 2 3 4U U U U U? ? ? ? ? ? ? ? ?31 2 41 2 3 44RR R RUR R R R?? ?? ? ?? ? ? ?????1 2 3 4()4U K ? ? ? ?? ? ? ?當 R1， R2， R3， R4同時發(fā)生變化時 ， 則： 1 1 2 2 3 3 4 4, , ,R R R R R R R R? ? ? ? ? ? ? ?88 結(jié)論： 電橋中相對橋臂的電阻變化率對總的輸出電壓來說是相加的，相鄰橋臂電阻變化率是相減的。 31 2 41 2 3 44RR R RUUR R R R?? ?? ? ?? ? ? ? ?????89 ： (1)半橋測量： 電橋中的兩個橋臂接入電阻應(yīng)變片 ， 另兩個橋臂接入固定電阻 。 例 1：測量一受力桿的應(yīng)力： 31 2 41 2 3 44RR R RUUR R R R?? ?? ? ?? ? ? ? ?????34 0RR? ? ? ?90 12124RRUURR????? ? ?????由材力知道 ， 21? ? ???2121RRRR?????? ?1 1 11 1 1144R R RUUU R R R????? ? ?? ? ? ? ?????91 例 2. 測量彎矩： ???????? ?????22114 RRRRUU 1122RRRR ????1111224 RRURRUU ???????92 例 3. 測量拉力： (2)全橋測量： 測量電橋的四個橋臂都參與測量工作。 R2 R1 R4 R3 93 ???????? ?????????443322114 RRRRRRRRUU1122RRRR ???? ?4433RRRR ???? ?4411RRRR ???? ?1112 RRUU ???? ?R2 R1 R3 R4 94 例 4. 測量扭矩： ???????? ?????????443322114 RRRRRRRRUURRUU ????95 96 6. 圓膜片式壓力傳感器： 邊緣固定圓形膜片，當壓力作用于某一面時，可引起膜片中央部分或凸或凹的變形。 r???— 環(huán)向應(yīng)變 — 徑向應(yīng)變 θ ??r?97 ? ?? ?22022 318 3 rrEpr ???? ???? ?? ?22022 18 3 rrEp ???? ??? ?設(shè)膜片上一點距膜片中心距離為 r 式中： δ — 膜片厚度 E— 膜片彈性模量 μ— 泊桑比 r0— 膜片自由變形部分的半徑 θ ??r?r???— 環(huán)向應(yīng)變 — 徑向應(yīng)變 98 在膜片中心 r=0處， 、 達到最大值： ? ? 2022 18 3 rEpr ????? ???? ?r???應(yīng)變片的布置： ? ?? ?22022 318 3 rrEpr ???? ??? ? ?? ?22022 18 3 rrEp ???? ??? ?θ ?? r?當 r=： r?=0 99 100 擴散硅傳感器： 利用半導體的壓阻效應(yīng)和微機械加工技術(shù)，在單晶硅片的特定晶向上，用光刻、擴散等半導體工藝制做一惠斯登電橋，形成敏感膜片，當受到外力作用時產(chǎn)生微應(yīng)變，電阻率發(fā)生變化，使橋臂電阻發(fā)生變化。 傳感器的輸出電壓信號，還需經(jīng)過計算機溫度補償、激光調(diào)阻、信號放大、標定等工藝。 101 陶瓷傳感器： 陶瓷傳感器是干式傳感器，壓力直接作用在堅固的陶瓷膜片上，基板電極和膜片電極可以檢測出與壓力相關(guān)的電容變化，測量范圍取決于陶瓷膜片的厚度。 抗過壓能力可達正常壓力的 40倍 。高純度 %陶瓷，具有與哈氏合金相同的抗化學腐蝕能力。 102 7. 壓力傳感器的選用 ： ⑴類型：被測介質(zhì)、環(huán)境溫度、振動、電磁干 擾； ⑵量程： 1/3量程 被測壓力 2/3量程； ⑶精度：在滿足實際需要的情況下 ,盡量選擇廉 價的產(chǎn)品。 103 作業(yè) 一、構(gòu)件受載荷 P的作用如圖示，已知構(gòu)件截面：Φ20mm，為測量載荷 P在構(gòu)件上貼四個應(yīng)變片，構(gòu)成全橋測量。 求： 1. 畫出應(yīng)變片在構(gòu)件上的貼片示意圖； ； U=5V，測出電橋輸出電壓 ΔU=10mV，E=2 105 MPa， 求 P=？ P125 題 13 P P 104 167。 34 溫度測量 一 . 概論 二 . 膨脹式溫度計 三 .熱電阻溫度傳感器 四 . 熱電偶溫度傳感器 ⑴ 熱電效應(yīng) ⑵ 熱電偶溫度補償 105 一. 概論 ： （ 1）經(jīng)驗溫標 攝氏溫標（ ℃ ）： 測溫物質(zhì)：水銀 分度方法：在標準大氣壓下， 冰的熔點 0 ℃ ； 水的沸點 100 ℃ 在兩點之間將水銀的體膨脹分成 100份，每份表示 1 ℃ 。 106 華氏溫標（ 186。 F ）： 測溫物質(zhì)：水銀 分度方法：在標準大氣壓下， 氯化銨與冰的混合物 0 186。 F ； 冰的熔點 32 186。 F 水的沸點 212 186。 F 在兩點之間將水銀的體膨脹分成 180份，每份表示 1 186。 F 。 107 (2) 熱力學溫標 19世紀中葉，英國物理學家開爾文(1824～ 1907)根據(jù)熱力學 “ 卡諾循環(huán) ” 理論，提出熱力學溫標及絕對零度的概念。 從絕對零度起算， 水的冰點 273． 15度， 水的沸點 373． 15度 。 熱力學溫標的度用符號 K表示。 108 （ 3）國際實用溫標 ： 式中： 0TTt ??——水的冰點溫度 ℃ 工程上， 0℃ 以下用 T ， 0 ℃ 以上用 t KT 7 30 ?109 二 . 膨脹式溫度傳感器 依靠液體、固體或氣體受熱膨脹原理，構(gòu)成的溫度傳感器。 1． 液體膨脹式 溫度傳感器 在有刻度的細玻璃管里充入酒精或水銀而構(gòu)成溫度計 。 110 ： 在水銀溫度計的感溫泡附近引出一根導線，在對應(yīng)某個溫度刻度線處再引出一根導線，當溫度升至該刻度時，水銀柱就會把電路接通。反之，溫度下降到該刻度以下，又會把電路斷開。 111 利用線膨脹系數(shù)差別較大的兩種金屬材料制成雙層片狀元件，敏感元件是雙金屬片。 在溫度變化時將因彎曲變形而使其一端出現(xiàn)位移。 112 雙金屬溫度計 113 4. 壓力式溫度傳感器 依靠密閉容器中液態(tài)或氣態(tài)物質(zhì)受熱后 ,壓力的升高反映被測溫度 。 114 115 三 .熱電阻溫度傳感器 1. 銅電阻（ WZG） 測溫范圍： 50℃ — 150℃ ? ?tRR t ??? 10tR0R?— 銅電阻的電阻值； — 銅電阻在 0 ℃ 時的電阻值 — 銅電阻的溫度系數(shù) 34 . 2 5 1 0? ??? ℃/1分度號 Cu50： R0=50Ω 分度號 Cu100： R0=100Ω 116 銅電阻溫度傳感器特點： 1. 電阻率小 — 體積大 2. 易氧化 — 測溫范圍小 0 — 100℃ 3. 價格便宜。 117 118 2. 鉑電阻（ WZB） 分度號： Pt 測溫范圍： ℃ — ℃ 鉑電阻與溫度的關(guān)系： 在 0— ℃ 之間： ? ?? ?320 1 0 01 ttCBtAtRR t ?????? ?20 1 BtAtRR t ???在 190 — 0 ℃ 之間 ： ℃/1℃/1119 Rt — 鉑電阻的電阻值 Ω A、 B、 C — 常數(shù) 3109 6 8 4 ???A7108 4 ????B ????C℃/1℃/1℃/1R0 — 鉑電阻在 0 ℃ 時 的電阻值 Ω 120 工業(yè)用鉑電阻： Pt100 R0=100 Ω Pt10 R0=10 Ω 121 3. 熱電阻溫度傳感器的電路接法 （ 1）二線制 122 （ 2）三線制 123 四 . 熱電偶溫度傳感器 廣泛應(yīng)用于工業(yè)上的測溫領(lǐng)域。 特點 ： 結(jié)構(gòu)簡單；精度高；熱慣性??；測溫范圍寬；輸出信號易于轉(zhuǎn)換。 124 1. 熱電偶測溫原理 (熱電應(yīng)）： 當兩種不同材料的導體兩端接成閉合回路時，若兩端接觸點的溫度不同，則在回路中產(chǎn)生熱電勢。 熱電勢 接觸電勢 溫差電勢 t t0 125 (1) 接觸電勢 ??teAB? ? BAAB uute ?? 當 A、 B材料一定時，接觸電勢 只與接觸點的溫度有關(guān)。 126 （ 2）溫差電勢 ? ?0,tteAt t0 溫差電勢 只與熱端和冷端的溫度有關(guān)。 ? ?0,tteA127 （ 3）熱電偶回路 ??teAB? ?0teBC0t? ?0teCA0t? ?0,tteB? ?0,tteAt0tt ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?00000 , ttettetetetette ABCABCAB ?????128 —— 溫度為 t時 A,B金屬的接觸電勢 —— 溫度為 時 B,C金屬的接觸電勢 —— 溫度為 時 C,A金屬的接觸電勢 —— 金屬 B的溫差電勢 —— 金屬 A的溫差電勢 ? ?teAB? ?0teBC0t? ?0teCA 0t? ?0,tteB? ?0,tteA? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?00000 , ttettetetetette ABCABCAB ?????129 根據(jù)能量守恒原理，多種金屬組成的閉合 回路，只要各接觸點的溫度相等，則閉合回路 總熱電勢等于零。 若 A、 B、 C三種金屬 組成的閉合回路中，各接 觸點的溫度為 ， 則總熱電勢等于零。 0t? ? ? ? ? ? 0000 ??? tetete CABCAB ??teAB? ?0teBC0t? ?0teCA0t? ?0,tteB? ?0,tteAt130 ? ? ? ? ? ? 0000 ??? tetete CABCAB ? ? ? ? ? ?000 tetete CABCAB ???? ? ? ? 0, 00 ?? ttette AB所以： 由于溫差電勢微弱： 131 ? ? ? ? ? ?00, tetett