傳感器與檢測(cè)技術(shù)---第3章電阻應(yīng)變式傳感器-資料下載頁
2024-10-18 11:14本頁面
【正文】 , 并置于橋路對(duì)臂上以減小彎矩影響 , 橫向貼片作溫度補(bǔ)償用 。 2. 環(huán)式力傳感器 圖 3 10 所示 為環(huán)式力傳感器結(jié)構(gòu)圖及應(yīng)力分布圖 。 與柱式相比 , 應(yīng)力分布變化較大 , 且有正有負(fù) 。 第 3章 應(yīng)變式傳感器 對(duì) R/h5的小曲率圓環(huán) , 可用式 （ 3 50） 及式 （ 3 51）計(jì)算出 A、 B兩點(diǎn)的應(yīng)變 。 EbhFRA 2???EbhFRB 2??式中 : h——圓環(huán)厚度 。 b——圓環(huán)寬度 。 E——材料彈性模量 。 這樣 , 測(cè)出 A、 B處的應(yīng)變 , 即可確定載荷 F 。 （ 3 50） （ 3 – 51） 第 3章 應(yīng)變式傳感器 由圖 3 10（ b） 的應(yīng)力分布可以看出 , R2應(yīng)變片所在位置應(yīng)變?yōu)榱?。 故 R2應(yīng)變片起溫度補(bǔ)償作用 。 二 、 應(yīng)變式壓力傳感器 主要用來測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)壓力 。 如動(dòng)力管道設(shè)備的進(jìn)出口氣體或液體的壓力 、 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的壓力 , 槍管及炮管內(nèi)部的壓力 、 內(nèi)燃機(jī)管道壓力等 。 。 圖 3 11 所示 為膜片式壓力傳感器 , 應(yīng)變片貼在膜片內(nèi)壁 , 在壓力 p作用下 , 膜片產(chǎn)生徑向應(yīng)變 εr和切向應(yīng)變 εt, 的表達(dá)式分別為 : 第 3章 應(yīng)變式傳感器 EhxRpr 2228)3)(1(3 2??? ??EhxRpt 2228))(1(3 2??? ??式中 : p——膜片上均勻分布的壓力 。 R, h——膜片的半徑和厚度 。 x——離圓心的徑向距離 。 由應(yīng)力分布圖可知 , 膜片彈性元件承受壓力 p 時(shí) , 其應(yīng)變變化曲線的特點(diǎn)為：當(dāng) x=0 時(shí) , εrmax=εtmax；當(dāng) x = R 時(shí) ， εt= 0, εr=2εrmax。 第 3章 應(yīng)變式傳感器 根據(jù)以上特點(diǎn) , 一般在平膜片圓心處切向粘貼 R R4兩個(gè)應(yīng)變片 , 在邊緣處沿徑向粘貼 R R3兩個(gè)應(yīng)變片 , 然后接成全橋測(cè)量電路 。 三 、 應(yīng)變式容器內(nèi)液體重量傳感器 圖 3 12 是插入式 測(cè)量容器內(nèi)液體重量 傳感器示意圖 。 該傳感器有一根傳壓桿 , 上端安裝微壓傳感器 , 為了提高靈敏度 , 共安裝了兩只 。 下端安裝感壓膜 , 感壓膜感受上面液體的壓力 。 當(dāng)容器中溶液增多時(shí) , 感壓膜感受的壓力就增大 。 將其上兩個(gè)傳感器 Rt的電橋接成正向串接的雙電橋電路 , 則輸出電壓為 ghKKUUU ?)( 21210 ????第 3章 應(yīng)變式傳感器 式中 ， K K2為傳感器系數(shù) 由于 hρg表征著感壓膜上面液體的重量 ， 對(duì)于等截面的柱式容器有： 式中 ， Q——容器內(nèi)感壓膜上面溶液的重量 A——柱形容器的截面積 將上兩式聯(lián)立 , 得到容器內(nèi)感壓膜上面溶液重量與電橋輸出電壓之間的關(guān)系式為 AQgh ??AQKKU )( 210?? （ 3 56） 第 3章 應(yīng)變式傳感器 上式表明 , 電橋輸出電壓與柱形容器內(nèi)感壓膜上面溶液的重量呈線性關(guān)系 , 因此用此種方法可以測(cè)量容器內(nèi)儲(chǔ)存的溶液重量 。 四 、 應(yīng)變式加速度傳感器 主要用于物體加速度的測(cè)量 。 其基本工作原理是 : 物體運(yùn)動(dòng)的加速度與作用在它上面的力成正比 , 與物體的質(zhì)量成反比 , 即 a = F/m。 圖 3 13 所示 是應(yīng)變片式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖 , 圖中 1是等強(qiáng)度梁 , 自由端安裝質(zhì)量塊 2, 另一端固定在殼體 3上。 第 3章 應(yīng)變式傳感器 等強(qiáng)度梁上粘貼四個(gè)電阻應(yīng)變敏感元件 4。 為了調(diào)節(jié)振動(dòng)系統(tǒng)阻尼系數(shù) , 在殼體充滿硅油 。 測(cè)量時(shí) , 將傳感器殼體與被測(cè)對(duì)象剛性連接 , 當(dāng)被測(cè)物體以加速度 a 運(yùn)動(dòng)時(shí) , 質(zhì)量塊受到一個(gè)與加速度方向相反的慣性力作用 , 使懸臂梁變形 , 該變形被粘貼在懸臂梁上的應(yīng)變片感受到并隨之產(chǎn)生應(yīng)變 , 從而使應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化 。電阻的變化引起應(yīng)變片組成的橋路出現(xiàn)不平衡 , 從而輸出電壓 , 即可得出加速度 a值的大小 。 應(yīng)變片加速度傳感器不適用于頻率較高的振動(dòng)和沖擊 , 一般適用頻率為 10～ 60Hz范圍 。 第 3章 應(yīng)變式傳感器 小結(jié) 應(yīng)變式傳感器的工作原理（應(yīng)變效應(yīng)） 電阻應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)（四個(gè)部分） 電阻應(yīng)變片的主要參數(shù)（靈敏系數(shù)和電阻值） 橫向效應(yīng) 電阻應(yīng)變片的測(cè)量電路 作業(yè)： P61 3－ 1， 35 , 36 第 3章 應(yīng)變式傳感器 課間休息 第 3章 應(yīng)變式傳感器 (a) 半橋 (b) 全橋 圖 3－ 6 差動(dòng)電橋 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 3章 應(yīng)變式傳感器 F 第 3章 應(yīng)變式傳感器 圖 313 電阻應(yīng)變式加速度傳感器 第 3章 應(yīng)變式傳感器 半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片 半導(dǎo)體應(yīng)變片 是用半導(dǎo)體材料制成的 , 其工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng) 。 所謂 壓阻效應(yīng) ， 是指半導(dǎo)體材料在某一軸向受外力作用時(shí) , 其電阻率 ρ發(fā)生變化的現(xiàn)象 。 半導(dǎo)體應(yīng)變片的突出優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高 , 比金屬絲式高50～ 80倍 , 尺寸小 , 橫向效應(yīng)小 , 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好 。 但它有溫度系數(shù)大 , 應(yīng)變時(shí) ， 非線性比較嚴(yán)重等缺點(diǎn) 。
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