電氣自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計-傳感器在機車車軸檢測中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-01-08 17:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 xi為各個電阻應(yīng)變片的應(yīng)變。在應(yīng)變片電阻傳感器中，各個電阻應(yīng)變片的靈敏度保持相同，故 S1=S2=S3=S4=S。式（ 23）可寫成： 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，在實際應(yīng)用中為了消除溫度的變化對橋路輸出的影響，往往把固定電阻 R2 換成應(yīng)變片，實際上就成了雙臂半橋形式。 3．全橋式電橋電路 此電橋的四個橋臂都為應(yīng)變片，則輸出電壓公式就是式（ 14）。 在實際應(yīng)用中，往往使相鄰兩個應(yīng)變片處于差動工作狀態(tài)，即一片感受拉應(yīng)變，另一片感受壓 應(yīng)變，此時可以增加傳感器的輸出值，減小非線性誤差。 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。本檢測系統(tǒng)采用全橋式電橋電路對機車車軸進行測量轉(zhuǎn)換。 應(yīng)變片電阻傳感器的使用注意事項 ． 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)變片粘貼的各個工藝過程。 （ 1）黏合劑種類的選用。選用黏合劑時，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、有無化學(xué)腐蝕、是否加溫加壓固化、粘貼時間長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)變片上標出敏感柵的縱、橫向中心線，在試件上按照測量要求劃出中心線。精密的傳感器可以用光學(xué)投影的方法來確定粘貼位置。 （ 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。加壓時應(yīng)注意防止應(yīng)變片錯位。 (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）引線的焊接與防護。檢查合格后即可焊接引出線。引出線要適當?shù)丶右怨潭ǎ苑乐箤?dǎo)線擺 動時折斷應(yīng)變片的引出線。然后在應(yīng)變片上涂一層防護膠，以防止大氣對應(yīng)變片的侵蝕，保證應(yīng)變片長期工作的穩(wěn)定性。 實際應(yīng)用中電橋電路的凋零電路 即使是相同型號的電阻應(yīng)變片，其阻值也有細小的差別，因此在測量前，電橋的四個橋臂電阻不完全相同，橋路可能不平衡（即有輸出電壓），這必然會造成測量誤差。針對這種情況，在應(yīng)變式電阻傳感器的實際應(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的大小即可實現(xiàn)對測量電路進行調(diào)試，減小測量誤差 。 7 圖 直流電橋調(diào)零電路 傳感器的溫度補償 在應(yīng)變式電阻傳感器的實際應(yīng)用中，如果不采取一些措施，則溫度變化對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行修正，以求出僅由應(yīng)變引起的電橋輸出的措施，稱為溫度補償。在應(yīng)變式電阻傳感器中常采用橋路自補償法。 當橋路是雙臂半橋或全橋形式時，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，從而達到橋路溫度自補償?shù)哪康摹＿@種補償方式就稱為橋路自補償法。橋路自補償法可分為串聯(lián)補償和并聯(lián)補償。圖 中（ a）為串聯(lián)補償 電路 。（ b）為并聯(lián)補償電路。 圖 （ a）串聯(lián)補償電路 （ b）并聯(lián)補償電路 8 2 集成功率放大器 由于傳感器檢測后輸出的電信號非常小不足以觸發(fā)元器件正常工作，因此需要用放大器對此微小信號進行必要的放大，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越多。集成功率放大器（簡稱集成功放）與分立元件的功放相比有許多突出的優(yōu)點，它的性能好、體積小、功耗低、可靠性高、價格便宜。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，三極管的對稱性和靜態(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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