【正文】 R ? （ 3 47） 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章 對這種交流電容電橋 , 除要滿足電阻平衡條件外 , 還必須滿足電容平衡條件 。 為此在橋路上除設(shè)有電阻平衡調(diào)節(jié)外還設(shè)有電容平衡調(diào)節(jié) 。 電橋平衡調(diào)節(jié)電路如圖 3 8 所示 。 當(dāng)被測應(yīng)力變化引起 Z1= Z0+ΔZ, Z2=Z0ΔZ變化時 , 則電橋輸出為 )212(00 ??????ZZZUU021ZZU ??? ? （ 3 49） 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章 應(yīng)變式傳感器應(yīng)用 一 、 應(yīng)變式力傳感器 被測物理量為荷重或力的應(yīng)變式傳感器 , 統(tǒng)稱為應(yīng)變式力傳感器 。 其主要用作各種電子稱與材料試驗機(jī)的測力元件 、 發(fā)動機(jī)的推力測試 、 水壩壩體承載狀況監(jiān)測等 。 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)發(fā)生輕微變化時 , 不應(yīng)對輸出有明顯的影響 。 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章 1. 柱 （ 筒 ） 式力傳感器 圖 3 9 所示為柱式 、 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 , 對稱地粘貼多片 , 電橋接線時應(yīng)盡量減小載荷偏心和彎矩的影響 , 貼片在圓柱面上的位置及其在橋路中的連接如圖 3 9（ c） 、 （ d） 所示 , R1和 R3串接 , R2和 R4串接 , 并置于橋路對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 第 章第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章 對 R/h5的小曲率圓環(huán) , 可用式 （ 3 50） 及式 （ 3 51） 計算出 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 , 測出 A、 B處的應(yīng)變 , 即可確定載荷 F 。 （ 3 51） （ 3 50） 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章3．梁式力傳感器 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章二 、 應(yīng)變式壓力傳感器 應(yīng)變式壓力傳感器主要用來測量流動介質(zhì)的動態(tài)或靜態(tài)壓力 。 如動力管道設(shè)備的進(jìn)出口氣體或液體的壓力 、 發(fā)動機(jī)內(nèi)部的壓力變化 , 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, 表達(dá)式分別為 : 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章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 , 其應(yīng)變變化曲線的特點(diǎn)為 : 當(dāng) x=0時 , εrmax=εtmax；當(dāng) x = R時 , εt= 0, εr=2εrmax。 （ 3 53） （ 3 52） 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章（ 二 ） 應(yīng)變式壓力傳感器 1. 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 , 距離圓心 x處膜片產(chǎn)生徑向應(yīng)變 εr和切向應(yīng)變 εt, 表達(dá)式分別為 : EhxRPr 2228)3)(1(3 2??? ??EhxRPt 2228))(1(3 2??? ?? 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 。 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章 膜片彈性元件承受壓力 p時 , 其應(yīng)變變化曲線的特點(diǎn)為 : m a xm a xm a x20,0rrttrRxx???????????時，當(dāng)時當(dāng) 在平膜片圓心處切向粘貼 R R4兩個應(yīng)變片 , 在邊緣處沿徑向粘貼 R R3兩個應(yīng)變片 , 然后接成全橋測量電路 。 輸出電壓為： m a xm a xm a xm a xm a x443322110)22(4)(4rrrrrUKKURRRRRRRRUU??????????????????第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章 四 、 應(yīng)變式加速度傳感器 應(yīng)變式加速度傳感器主要用于物體加速度的測量 。 其基本工作原理是 : 物體運(yùn)動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。 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章 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 。 等強(qiáng)度梁上粘貼四個電阻應(yīng)變敏感元件 4。 為了調(diào)節(jié)振動系統(tǒng)阻尼系數(shù) , 在殼體充滿硅油 。 測量時 , 將傳感器殼體與被測對象剛性連接 , 當(dāng)被測物體以加速度 a 運(yùn)動時 , 質(zhì)量塊受到一個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和沖擊 , 一般適用頻率為 10～ 60Hz范圍 。 第 3章 應(yīng)變式傳感器 第 章圖 3 13 變片式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖