電阻應(yīng)變片傳感器ppt課件(參考版)
2025-01-18 05:20本頁(yè)面
【正文】 傳感器的固有頻率為 30 3182 6 ( )Ebhfl W G?? ??應(yīng)用實(shí)例 —— 沖床監(jiān)測(cè)與計(jì)數(shù) 。G′為等強(qiáng)度梁折算到自由端的等效質(zhì)量 ,一般為梁質(zhì)量的 1/6,其余尺寸如圖 。 圖中 ,5為電引線 ,6為運(yùn)動(dòng)方向 。 當(dāng)殼體 4與待測(cè)物一起作加速運(yùn)動(dòng)時(shí) ,梁在質(zhì)量塊慣性力的作用下發(fā)生形變 ,使粘貼于其上的應(yīng)變計(jì) 2阻值變化 。 22m i n 23 ( 1 )4rp REh?? ??? 應(yīng)變式加速度傳感器 應(yīng)變式加速度傳感器如圖 。 圖 膜片受力時(shí)的應(yīng)變分布和應(yīng)變計(jì)粘貼 R1R2R3R4r00. 58r 0( a ) ( b )p?r?t 當(dāng)膜片一面受壓力 p作用時(shí) ,膜片的另一面 (應(yīng)變計(jì)粘貼面 )上的徑向應(yīng)變 εr和切向應(yīng)變 εt為 2 2 222 2 223( 1 ) ( 3 )83( 1 ) ( )8rtpRxEhpRxEh????? ? ?? ? ? 式中 ,R為平膜片工作部分半徑 ， h為平膜片厚度 ， E為膜片的彈性模量 ， μ為膜片的泊松系數(shù) ， x為任意點(diǎn)離圓心的徑向距離 。 在薄壁筒上貼有兩片應(yīng)變計(jì)作為工作片 ,實(shí)心部分貼有兩片應(yīng)變計(jì)作為溫度補(bǔ)償片 。 圖 筒式壓力傳感器的彈性元件 工作片 補(bǔ)償片p 筒式壓力傳感器的彈性元件如圖 ,一端肓孔 ,另一端有法蘭與被測(cè)系統(tǒng)連接 。一般用于測(cè)量較大的壓力。八片應(yīng)變計(jì)分別貼在四根輻條的正反兩面 ,并組成全橋電路 ,以檢測(cè)線應(yīng)變。 45176。 (b)外形 4. 輪輻式測(cè)力傳感器（剪切力） 在傳感器中實(shí)測(cè)的不是 剪應(yīng)變 ν,而是在剪切力作用下 ,輪輻對(duì)角線方向的 線應(yīng)變 。 ? 等強(qiáng)度梁： ?當(dāng)力作用在自由端時(shí) ， 力距作用點(diǎn)任何截面積上應(yīng)力相等 ， 應(yīng)變片的應(yīng)變大小為： 26 Flbh E? ?3. R1R2R3R4R1R2R3R4( a ) ( b )環(huán)式常用于測(cè)幾十千克以上的大載荷 ,與柱式相比 ,它的特點(diǎn)是應(yīng)力分布變化大 ,且有正有負(fù) ,便于接成差動(dòng)電橋。 ?R5和 R6,R7和 R8，橫向粘貼的應(yīng)變計(jì)作為溫度補(bǔ)償片。當(dāng)一方受拉時(shí) ,則另一方受壓。 (b)圓筒 。 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 。 應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用 應(yīng)變式力傳感器 被測(cè)物理量為 荷重或力 的應(yīng)變式傳感器時(shí) ， 統(tǒng)稱(chēng)為應(yīng)變式力傳感器 。 全橋差動(dòng)電橋 若將電橋四臂接入四片應(yīng)變片，如圖 (b)所示，即兩個(gè)受拉應(yīng)變，兩個(gè)受壓應(yīng)變，將兩個(gè)應(yīng)變符號(hào)相同的接入相對(duì)橋臂上，構(gòu)成全橋差動(dòng)電路。 為了減小和克服非線性誤差，常采用差動(dòng)電橋如圖所示， 在試件上安裝 兩個(gè)工作應(yīng)變片， 一個(gè)受拉應(yīng)變，一個(gè)受壓應(yīng)變， 接入電橋相鄰橋臂，稱(chēng)為半橋差動(dòng)電路， 如圖（ a）所示。oU111139。 實(shí)際情況則應(yīng)按下式計(jì)算 ， 即 )1(1111139。 這就是說(shuō) ， 在供橋電壓確定后 ， 當(dāng)R1=R2=R3=R4時(shí) ， 電橋電壓靈敏度最高 ， 此時(shí)有 44 11EKRREUUo???從上述可知 ， 當(dāng)電源電壓 E和電阻相對(duì)變化量 ΔR1/R1一定時(shí) ， 電橋的輸出電壓及其靈敏度也是定值 ， 且與各橋臂電阻阻值大小無(wú)關(guān) 。 當(dāng) E值確定后， n取何值時(shí)才能使 KU最高。 這說(shuō)明欲使電橋平衡 ， 其相鄰兩臂電阻的比值應(yīng)相等 ， 或相對(duì)兩臂電阻的乘積應(yīng)相等 。 根據(jù)溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片的工作原理 ， 可由式 （ 437） 得出 ， 要實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償 ， 必須有 )( 試絲 ??? ??? K 上式表明 ， 當(dāng)被測(cè)試件的線膨脹系數(shù) βg已知時(shí) ， 如果合理選擇敏感柵材料 ， 即其電阻溫度系數(shù) α、 靈敏系數(shù) K以及線膨脹系數(shù) βs， 滿(mǎn)足式 （ 438） ， 則不論溫度如何變化 ， 均有 ΔRt/R0=0，從而達(dá)到溫度自補(bǔ)償?shù)哪康?。 ④ 兩應(yīng)變片應(yīng)處于同一溫度場(chǎng)。 應(yīng)當(dāng)指出 ， 若要實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償 ， 上述分析過(guò)程必須滿(mǎn)足以下4個(gè)條件： ① 在應(yīng)變片工作過(guò)程中 ， 保證 R3=R4 ② R1和 RB兩個(gè)應(yīng)變片應(yīng)具有相同的電阻溫度系數(shù) α、 線膨脹系數(shù) β、 應(yīng)變靈敏度系數(shù) K和初始電阻值 R0。 2. 電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法 具體補(bǔ)償原理分析： ?當(dāng)被測(cè)試件不承受應(yīng)變時(shí) ， R1和 RB又處于同一環(huán)境溫度為 t的溫度場(chǎng)中 ， 調(diào)整電橋參數(shù)使之達(dá)到平衡 ， 此時(shí)有 0)( 341 ??? RRRRAU Bo工程上，一般按 R1 = RB = R3 = R4 選取橋臂電阻。 當(dāng) R3和 R4為常數(shù)時(shí)， R1和 RB對(duì)電橋輸出電壓 Uo的作用方向相反 。符號(hào)為 al。 固體物質(zhì)的溫度每改變 1攝氏度時(shí)，其長(zhǎng)度的變化和它在 O℃
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