電阻應(yīng)變式傳感器ppt課件-資料下載頁
2025-01-17 07:01本頁面
【正文】 圖 411的橋式測量電路用交流供橋電壓 ，以復(fù)阻抗 分別代替圖中的 ，即成為交流電橋。 交流電橋的分析與直流電橋相似。直流電橋僅需電阻平衡，而交流電橋除了電阻平衡外，還必須滿足相位平衡，即必須滿足阻抗平衡： 由此可見， 交流電橋欲達(dá)到零點(diǎn)平衡，必須有電阻和電容調(diào)零裝置 ，見圖 417。 U?41 ~ ZZ41 ~ RR4231 ZZZZ ?U?41 ~ RR4231 ZZZZ ?圖 417 交流電橋調(diào)零 ? 由于 溫度變化 引起電阻應(yīng)變片阻值的變化與 被測量 引起的阻值的變化幾乎有相同的數(shù)量級(jí)。 ? 若不采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施，電阻應(yīng)變傳感器將 無法工作 。 ? 引起溫度誤差的主要因素有： 1. 應(yīng)變片本身電阻隨溫度的變化引起誤差。該項(xiàng)溫度誤差可用半橋或全橋測量電路獲得較好的補(bǔ)償效果。 2. 應(yīng)變片材料的線膨脹系數(shù)與基底材料的線膨脹系數(shù)不同引起溫度誤差。為消除該項(xiàng)溫度誤差主要是采取應(yīng)變片自補(bǔ)償方法，在制造傳感器時(shí)已加以考慮。 對(duì)使用者來說，最好的補(bǔ)償方法是采用半橋或全橋測量電路。 ? 因此，傳感器橋路輸出電壓隨溫度的增加而增加，從而引起溫度附加誤差。該項(xiàng)誤差不能采用半橋或全橋測量電路加以克服，必須采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施。 3. 測試件的彈性模量隨溫度變化引起的誤差。 ? 電阻應(yīng)變片制造好后，用粘合劑粘貼到測試件上成為電阻應(yīng)變傳感器。被測量作用于測試件下，應(yīng)變片跟著測試件產(chǎn)生機(jī)械變形，從而形成電阻應(yīng)變片阻值發(fā)生變化。 ? 由于測試件的彈性模量隨著溫度的增加而減小，在被測量不變的情況下，應(yīng)變片產(chǎn)生的應(yīng)變量增加。 ?? )1(2 ?? kUU o CkU ??? )(2)( 圖 418 彈性模量的溫度補(bǔ)償 電阻應(yīng)變傳感器及其應(yīng)用 1. 電阻應(yīng)變傳感器 – 電阻應(yīng)變片除了直接用于測量測試件的應(yīng)力和應(yīng)變外，還廣泛利用它制成各種應(yīng)變式傳感器，用于測量如力、壓力、轉(zhuǎn)矩、位移、振動(dòng)、加速度等物理量。 1）測力傳感器 其結(jié)構(gòu)原理 見圖 419 圖 419a為柱式結(jié)構(gòu)，可測大的拉力或壓力，量程上限可達(dá) 107N。在小荷 （ 103~105N） 時(shí)，可用空心筒式結(jié)構(gòu)。當(dāng)力與軸向一致時(shí)，應(yīng)變片感受的縱向應(yīng)變?yōu)椋? 沿圓周方向粘貼的應(yīng)變片感受模向應(yīng)變 為： AEF????? ??rr?式中， 為被測力（ N）； 為受力面積（ m2）； 為材料的彈性模量（ N/m2）。 FAEAEF??r?FAE? 圖 b是環(huán)式結(jié)構(gòu)，用于測試 500N以上的載荷。用環(huán)式測量拉（壓）力時(shí)，實(shí)質(zhì)上是測量粘片處的彎曲應(yīng)力，因?yàn)閺澢鷳?yīng)力一面是正值（ + ），另一面是負(fù)值（ ），兩者絕對(duì)值相等符號(hào)相反，用下式計(jì)算： 式中，為環(huán)的平均半徑（ m）；為環(huán)的寬度（ m）；為環(huán)的厚度（ m）。 ? 圖 c為單端懸臂梁式，其靈敏度高，測量范圍小，約1~103N。粘貼于梁上方和 下方相同位置上感受的應(yīng)變絕對(duì)值相等符號(hào)相反，可用下式計(jì)算： 式中， 為受力點(diǎn)到應(yīng)變片中心的距離（ m）。 2E b hFr??26E bhFll ??? ?r b hl懸臂梁稱重傳感器 如 GX1型懸臂梁稱重傳感器。結(jié)構(gòu)外形、結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。 GX1型懸臂梁稱重傳感器 GX1型懸臂梁稱重傳感器結(jié)構(gòu)尺寸 作 業(yè) 采用四片相同的金屬絲應(yīng)變片（ K=2），將其粘貼在如圖所 示的實(shí)心圓柱形測力彈性元件上。已知力 F=10kN，圓柱橫截 面半徑 r=1cm，材料的彈性模量，泊松比 μ=。 （ 1）畫出應(yīng)變片在圓柱上的粘貼位置及相應(yīng)的測量橋路原 理圖。 （ 2）求各應(yīng)變片得應(yīng)變及電阻相對(duì)變化量。 （ 3）若電橋供電電壓 U=6V，求橋路輸出電壓 Uo。 （ 4）此種測量方法能否補(bǔ)償環(huán)境溫度對(duì)測量的影響，說明 理由。 Do you have made a progress today ?
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