電阻應變片式測力傳感器論文-資料下載頁
2024-11-02 03:02本頁面
【導讀】它具有很多優(yōu)點，比如使用壽命長，性能穩(wěn)定可靠；結構簡單、尺寸小、重量輕；頻率響應好。與此同時，也存在一些缺點：在大應變狀態(tài)下具有較大的非線性；測量精度和測力靈敏度不高。本文主要介紹電阻應變片式傳感器的產生、工作原理和應用，以及如何運用兩種應力集中的設計原則對彈性體進行結構設計，以提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度。在受到外力作用后，粘貼在彈性體的應變片隨之產生形變引起電阻變化，電阻變化使組成的惠斯登電橋失去平衡輸出一個與外力成線性正比變化的電量電信號。因此，在測力傳感器的設計過程中，對彈性體進行合理的設計至關重要。為了減小由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差，有些傳感器設計者采取在筒式測力傳感器彈性體上增加貼片數(shù)量的方法，盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應力（應變）分布不均勻的情況測量出來。這樣的處理方法有一定的效果，可以減
【正文】 ，使得應力集中部位的應力（應變）水平明顯高于彈性體其它部位的應力水平，將電阻應變片粘貼于應力集中部位，就可以測得較高的應變水平。局部應力（應變）集中的方法在測力傳感器的設計中經常被采用，尤其在梁式測力傳感器（如彎曲梁式和剪切梁式測力傳感器）的彈性體設計中被廣泛應用。局部應力（應變）集中方法應用較為成功的當數(shù)剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器是通過檢測梁式彈性體上的剪應力（剪應變）實現(xiàn)測力的，其彈性體的結構如圖3所示（為了便于說明問題，這里僅以一簡支梁式的彈性體為例）。由材料力學中有關梁的應力分布知識可知，當梁承受橫向（彎曲）載荷時，在梁的中性層處剪應力（剪應變）最大。如果要檢測梁上的剪應變，應該在梁的中性層處貼片。為了提高貼片處的剪應力（剪應變）水平，可將彈性體兩側各挖一個盲孔（見圖3的2處），盲孔的中心應在中性層處。電阻應變片應該粘貼在盲孔的底面上，即圖3中工字形斷面（A－A剖面）的腹板上。 對于梁形構件來說，其彎曲強度是主要矛盾。在一個梁滿足彎曲強度的情況下，剪切強度一般裕量較大。當在中性層附近挖盲孔后，該截面上腹板上的剪應力（剪應變）明顯提高，然而該截面上的彎曲應力提高很小。因此，剪切梁式彈性體應用局部應力集中方案后，被檢測的剪應變大大提高，使該測力傳感器的靈敏度顯著提高，而對整個梁的彎曲強度影響很小，使整個梁保持了良好的強度和剛度。在測力傳感器的設計過程中，如能自覺地按照上述兩種應力集中的原則，對彈性體進行結構設計，就能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。靈活、恰當?shù)剡\用應力集中的原則，對于設計和生產高性能的測力傳感器具有重要的實用意義。 四、心得體會電阻應變片式測力傳感器是屬于結構和原理都比較簡單的傳感器。它的測量精度不是很高，出現(xiàn)誤差的原因也有很多種，應變片的物理化學屬性都會影響測量的精度。但是只要能找準原因，針對不同的原因在結構上或應變片材質的選擇上做出相應的改變，也可以大大提高傳感器的性能。在這個領域技術已經比較成熟，但是還是有改進的空間，此類傳感器將會繼續(xù)穩(wěn)定地為各種場所提供服務。參考文獻[1]. 劉鴻文主編，《材料力學》，高等教育出版社，1979年[2]. 陳杰、黃鴻主編，《傳感器與檢測技術》，高等教育出版社，2002年[3]. 7
公司管理相關推薦
鄂ICP備17016276號-1