電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)-傳感器在機(jī)車(chē)車(chē)軸檢測(cè)中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-01-08 17:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 xi為各個(gè)電阻應(yīng)變片的應(yīng)變。在應(yīng)變片電阻傳感器中，各個(gè)電阻應(yīng)變片的靈敏度保持相同，故 S1=S2=S3=S4=S。式（ 23）可寫(xiě)成： U0≈ UiS/4(167。 1167。 2167。 3167。 4) （ 14） 根據(jù)應(yīng)用要求的不同，直流電橋電路可接入不同數(shù)目的電阻應(yīng)變片，一般有以下幾種形式： 1． 雙臂半橋形式電橋電路 R1與 R2為應(yīng)變片， R3與 R4為普通電阻（其不受應(yīng)變，阻值也不變化，即△ R3=△ R3=0） ,則 （ 14）變?yōu)? U0≈ Ui/4{△ R1/R1△ R2/R2}= UiS/4(167。 1167。 2) 2．單臂半橋形式電橋電路 R1 為應(yīng)變片，其余各橋臂均為普通電阻，則式（ 14）變?yōu)? U0≈ Ui△ R /4 R1 由于單臂半橋形式電橋電路受溫度影響較大，在實(shí)際應(yīng)用中為了消除溫度的變化對(duì)橋路輸出的影響，往往把固定電阻 R2 換成應(yīng)變片，實(shí)際上就成了雙臂半橋形式。 3．全橋式電橋電路 此電橋的四個(gè)橋臂都為應(yīng)變片，則輸出電壓公式就是式（ 14）。 在實(shí)際應(yīng)用中，往往使相鄰兩個(gè)應(yīng)變片處于差動(dòng)工作狀態(tài)，即一片感受拉應(yīng)變，另一片感受壓 應(yīng)變，此時(shí)可以增加傳感器的輸出值，減小非線(xiàn)性誤差。 以上三種電橋形式中，全橋形式的傳感器靈敏度最高，也是最常用的一種形式。本檢測(cè)系統(tǒng)采用全橋式電橋電路對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)軸進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)換。 應(yīng)變片電阻傳感器的使用注意事項(xiàng) ． 1 應(yīng)變片的粘貼 應(yīng)變片只有與試件一同伸縮，才能較好地反映試件的應(yīng)變，因此應(yīng)變片必須通過(guò)黏合劑粘貼在試件上。為了獲得較好的粘貼質(zhì)量，保證傳感器較高的測(cè)量精度，在應(yīng)變片電阻式傳感器的使用中應(yīng)注重應(yīng)變片粘貼的各個(gè)工藝過(guò)程。 （ 1）黏合劑種類(lèi)的選用。選用黏合劑時(shí)，要根據(jù)應(yīng)變片基片材料、 工作溫 6 度、潮濕程度、穩(wěn)定性要求、有無(wú)化學(xué)腐蝕、是否加溫加壓固化、粘貼時(shí)間長(zhǎng)短等多種因素合理選擇黏合劑。 （ 2）試件的表面處理。為了保證一定得黏合強(qiáng)度，必須將試件的表面處理理干凈，清理雜質(zhì)、油污及表面氧化層等。粘貼表面應(yīng)保持平整、光滑，最好在表面打光后，采用噴沙處理。處理面積約為應(yīng)變片的 3～ 5倍。 （ 3）粘貼位置的確定。在應(yīng)變片上標(biāo)出敏感柵的縱、橫向中心線(xiàn)，在試件上按照測(cè)量要求劃出中心線(xiàn)。精密的傳感器可以用光學(xué)投影的方法來(lái)確定粘貼位置。 （ 4）應(yīng)變片的粘貼。首先用溶劑清洗試件表面，有條件時(shí)采用超聲清洗更好。應(yīng) 變片的底面也要用溶劑清洗干凈，然后在試件表面和應(yīng)變片的底面各涂一層薄而均勻的黏合劑，將應(yīng)變片貼在劃線(xiàn)位置處。貼片后，在應(yīng)變片上蓋一張聚乙烯塑料薄膜并加壓，將多余的膠水和氣泡排出。加壓時(shí)應(yīng)注意防止應(yīng)變片錯(cuò)位。 (5)固化。應(yīng)變片粘貼好后，根據(jù)所使用的黏合劑的固化工藝要求進(jìn)行固化處理。 （ 6）粘貼質(zhì)量的檢查。檢查粘貼位置是否正確，粘貼層是否有氣泡和漏貼，敏感柵是否有短路或短路現(xiàn)象，敏感柵的絕緣性是否良好等。 （ 7）引線(xiàn)的焊接與防護(hù)。檢查合格后即可焊接引出線(xiàn)。引出線(xiàn)要適當(dāng)?shù)丶右怨潭?，以防止?dǎo)線(xiàn)擺 動(dòng)時(shí)折斷應(yīng)變片的引出線(xiàn)。然后在應(yīng)變片上涂一層防護(hù)膠，以防止大氣對(duì)應(yīng)變片的侵蝕，保證應(yīng)變片長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性。 實(shí)際應(yīng)用中電橋電路的凋零電路 即使是相同型號(hào)的電阻應(yīng)變片，其阻值也有細(xì)小的差別，因此在測(cè)量前，電橋的四個(gè)橋臂電阻不完全相同，橋路可能不平衡（即有輸出電壓），這必然會(huì)造成測(cè)量誤差。針對(duì)這種情況，在應(yīng)變式電阻傳感器的實(shí)際應(yīng)用中，總采用在原基本電路上加調(diào)零電路的方法盡量減少測(cè)量誤差。圖 。該調(diào)零電路中 Ra即為調(diào)零電阻，調(diào)節(jié) Ra的大小即可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量電路進(jìn)行調(diào)試，減小測(cè)量誤差 。 7 圖 直流電橋調(diào)零電路 傳感器的溫度補(bǔ)償 在應(yīng)變式電阻傳感器的實(shí)際應(yīng)用中，如果不采取一些措施，則溫度變化對(duì)傳感器輸出值的影響比較大，將產(chǎn)生較大的誤差。減小、消除這種誤差，或?qū)λM(jìn)行修正，以求出僅由應(yīng)變引起的電橋輸出的措施，稱(chēng)為溫度補(bǔ)償。在應(yīng)變式電阻傳感器中常采用橋路自補(bǔ)償法。 當(dāng)橋路是雙臂半橋或全橋形式時(shí)，電橋相鄰兩臂的電阻隨溫度變化幅度和方向均相同，相互抵消，從而達(dá)到橋路溫度自補(bǔ)償?shù)哪康摹＿@種補(bǔ)償方式就稱(chēng)為橋路自補(bǔ)償法。橋路自補(bǔ)償法可分為串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償。圖 中（ a）為串聯(lián)補(bǔ)償 電路 。（ b）為并聯(lián)補(bǔ)償電路。 圖 （ a）串聯(lián)補(bǔ)償電路 （ b）并聯(lián)補(bǔ)償電路 8 2 集成功率放大器 由于傳感器檢測(cè)后輸出的電信號(hào)非常小不足以觸發(fā)元器件正常工作，因此需要用放大器對(duì)此微小信號(hào)進(jìn)行必要的放大，在該系統(tǒng)中采用集成功率放大器。 隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，作為低頻功率放大電路的集成電路也越來(lái)越多。集成功率放大器（簡(jiǎn)稱(chēng)集成功放）與分立元件的功放相比有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，它的性能好、體積小、功耗低、可靠性高、價(jià)格便宜。除此之外，還由于集成功放把所有三 極管制作在一塊硅片上，三極管的對(duì)稱(chēng)性和靜態(tài)電流都處于最佳狀態(tài)，所以失真度小，穩(wěn)定性好。目前，集成功率放大器的品種繁多，輸出功率從幾瓦、幾十瓦至幾百瓦都有，已廣泛用于各種電子儀器、通信設(shè)備、試聽(tīng)電器產(chǎn)品等，成為通用的模擬集成電路的重要組成部分。 功率放大電路的定義 功率放大電路是最常用的一種放大電路。常用的電子電路和
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