第二章電阻式傳感器-資料下載頁
2025-08-01 13:07本頁面
【正文】 21? ? 021 ????? tt RRRA= 第 2章 電阻式傳感器 若此時(shí)有應(yīng)變作用，只會(huì)引起電阻 R1發(fā)生變化， R2不承受應(yīng)變。故由前式可得輸出電壓為 由上式可知 ， 電橋輸出電壓只與應(yīng)變 εx有關(guān) ， 與溫度無關(guān) 。 為達(dá)到完全補(bǔ)償 ， 需滿足下列三個(gè)條件： ① R1和 R2須屬于同一批號(hào)的 ， 即它們的電阻溫度系數(shù) α、 線膨脹系數(shù) β、 應(yīng)變靈敏系數(shù) K都相同 ， 兩片的初始電阻值也要求相同； ② 用于粘貼補(bǔ)償片的構(gòu)件和粘貼工作片的試件二者材料必須相同 ， 即要求兩者線膨脹系數(shù)相等； ③兩應(yīng)變片處于同一溫度環(huán)境中。 ? ? ? ?? ? xstxsto RKRARRRRKRRRAU ?? ????????? 3224111第 2章 電阻式傳感器 根據(jù)被測(cè)試件承受應(yīng)變的情況 ， 可以不另加專門的補(bǔ)償塊 ， 而是將補(bǔ)償片貼在被測(cè)試件上 ， 這樣既能起到溫度補(bǔ)償作用 ， 又能提高輸出的靈敏度 ， 如圖所示的貼法 。 圖 (a)為一個(gè)梁受彎曲應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變片 R1和 R2的變形方向相反，上面受拉，下面受壓，應(yīng)變絕對(duì)值相等，符號(hào)相反，將它們接入電橋的相鄰臂后，可使輸出電壓增加一倍。當(dāng)溫度變化時(shí)，應(yīng)變片R1和 R2的阻值變化的符號(hào)相同，大小相等，電橋不產(chǎn)生輸出，達(dá)到了補(bǔ)償?shù)哪康摹? (b)圖是受單向應(yīng)力的構(gòu)件，將工作應(yīng)變片 R2的軸線順著應(yīng)變方向，補(bǔ)償應(yīng)變片 R1的軸線和應(yīng)變方向垂直， R1和R2接入電橋相鄰臂，其輸出為 R1 R2 F F R1 R2 （ b） （ a） F 構(gòu)件受彎曲應(yīng)力 構(gòu)件受單向應(yīng)力 ? ? xso KRARU ???? 121第 2章 電阻式傳感器 另外也可以 采用熱敏電阻進(jìn)行補(bǔ)償 。如圖所示，熱敏電阻Rt與應(yīng)變片處在相同的溫度下，當(dāng)應(yīng)變片的靈敏度隨溫度升高而下降時(shí)，熱敏電阻 Rt的阻值下降，使電橋的輸入電壓溫度升高而增加，從而提高電橋輸出電壓。選擇分流電阻 R5的值，可以使應(yīng)變片靈敏度下降對(duì)電橋輸出的影響得到很好的補(bǔ)償。 USC R2 R4 R1 R3 E Rt R5 第 2章 電阻式傳感器 柱式傳感器 幾種梁式傳感器外形 膜片式壓力傳感器一種敏感元件結(jié)構(gòu) 第 2章 電阻式傳感器 被測(cè)物理量為荷重或力的應(yīng)變式傳感器時(shí) ， 統(tǒng)稱為應(yīng)變式力傳感器 。 其主要用途是作為各種電子稱與材料試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力元件 、 發(fā)動(dòng)機(jī)的推力測(cè)試 、 水壩壩體承載狀況監(jiān)測(cè)等 。 應(yīng)變式力傳感器要求有較高的靈敏度和穩(wěn)定性 ， 當(dāng)傳感器在受到側(cè)向作用力或力的作用點(diǎn)少量變化時(shí) ， 不應(yīng)對(duì)輸出有明顯的影響 。 第四節(jié) 電阻傳感器應(yīng)用 第 2章 電阻式傳感器 2. 柱 （ 筒 ） 式力傳感器 圖 （ a） 、 （ b） 分別為柱式 、 筒式力傳感器 ， 應(yīng)變片粘貼在彈性體外壁應(yīng)力分布均勻的中間部分 ， 對(duì)稱地粘貼多片 ， 電橋連線時(shí)考慮盡量減小載荷偏心和彎矩影響 ， 貼片在圓柱面上的展開位置及其在橋路中的連接如圖 （ c） 、 （ d） 所示 ， R1和 R3串接 ， R2和 R4串接 ， 并置于橋路對(duì)臂上 ， 以減小彎矩影響 ， 橫向貼片 R5和 R7串接 ， R6和 R8串接 ， 作溫度補(bǔ)償用 ， 接于另兩個(gè)橋臂上 。 第 2章 電阻式傳感器 （ a） 柱式；（ b） 筒式；（ c） 圓柱面展開圖；（ d） 橋路連線圖 ( a ) ( b )( c )R1R5R2R6R3R7R4R8R1R3R5R7R6R8R2R4( d )UoU?～第 2章 電阻式傳感器 3. 微 壓 傳 感 器電 阻 應(yīng) 變敏 感 元 件傳 壓 桿感 壓 膜hRLU1R2R4R0R1R3RtUoLR ?U22R ?1R ?4R ?0R ?tR ?3R ?第 2章 電阻式傳感器 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 AQgh ??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。 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，此時(shí)輸出電壓為 Uo=U1U2=(K1K2)hρg 式中 , K1， K2為傳感器傳輸系數(shù)。 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 AQKKUo)( 21 ?? 上式表明 ， 電橋輸出電壓與柱式容器內(nèi)感壓膜上面溶液的重量成線性關(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 。 第 2章 電阻式傳感器 4. 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 。 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) ， 在殼體內(nèi)充滿硅油 。 32 1 41— 等 強(qiáng) 度 梁 ；2— 質(zhì) 量 塊 ；3— 殼 體 ；4— 電 阻 應(yīng) 變 敏 感 元 體第 2章 電阻式傳感器 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)和沖擊場(chǎng)合 ， 一般適用頻率為 10~60 Hz范圍 。
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