電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器(2)(參考版)
2025-05-03 02:36本頁(yè)面
【正文】 1R?k ?? 1201RF 4108 ????1R? 11 /RR? 1RFR1+ΔR1 U0 E RL R2 R4 R3 1n?3124RRRR?。 依據(jù)： a=F/m 例題： 如圖所示為等強(qiáng)度梁測(cè)力系統(tǒng)， 為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù) ，未受應(yīng)變時(shí) ，當(dāng)試件受力 時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變 ，求 （ 1） 應(yīng)變片電阻變化量 和電阻相對(duì)變化量 。 例：測(cè)力 R2 測(cè)量時(shí)，基座固定振動(dòng)體上，振動(dòng)加速度使質(zhì)量塊產(chǎn)生慣性力，懸臂梁則相當(dāng)于慣性系統(tǒng)的“彈簧”，在慣性力作用下產(chǎn)生彎曲變形。 2 應(yīng)變片在懸臂梁上的粘貼及變形 裂紋探測(cè)應(yīng)變計(jì)RR裂紋大小裂紋大小裂紋大小裂紋大小圖 裂紋探測(cè)應(yīng)變計(jì)的電阻變化特性曲線圖 測(cè)量電路圖 裂紋探測(cè)應(yīng)變計(jì)裂紋裂紋圖 裂紋探測(cè)應(yīng)變計(jì)裂紋裂紋RR11RR22EE裂紋裂紋應(yīng)變計(jì)應(yīng)變計(jì)裂紋裂紋應(yīng)變計(jì)應(yīng)變計(jì)例 電子稱 原 理 將物品重量通過懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電量輸出。 將應(yīng)變片對(duì)稱地貼在應(yīng)力均勻的圓柱表面中部，構(gòu)成差動(dòng)對(duì)。 第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 ?KRR ?? 變化 電阻應(yīng)變計(jì) 電橋電路 機(jī)械應(yīng)變 RR?U(I) 變化 電阻應(yīng)變儀 放大、顯示 ??測(cè)量系統(tǒng)組成 FS? ??? E?應(yīng)力 施力 彈性模量 面積 第三節(jié) 電阻式傳感器應(yīng)用 ?測(cè)定試件 應(yīng)力或應(yīng)變時(shí) ， 直接將應(yīng)變片粘貼在試件上； ?其他物理量 （ 力 、 壓力 、 加速度等 ） ， 需先將這些量轉(zhuǎn)換成應(yīng)變－彈性元件 。如通過彈性元件和扭矩應(yīng)變計(jì)，可構(gòu)成應(yīng)變式扭矩傳感器，等等。由材料力學(xué)可知，位移量與貼片處應(yīng)變 ε 之間的關(guān)系為 12d d d K ?? ? ?第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 上式表明： d和 ε成線性關(guān)系，其比例系數(shù) K與彈性元件尺寸、材料特性參數(shù)有關(guān)； ε通過 4片應(yīng)變計(jì)和應(yīng)變儀測(cè)得。這種傳感器由于采用了懸臂梁 螺旋彈簧串聯(lián)的組合結(jié)構(gòu)，因此它適用于較大位移 (量程＞ 10～ 100mm)的測(cè)量。因此，既要求彈性元件剛度小，對(duì)被測(cè)對(duì)象的影響反力小，又要求系統(tǒng)的固有頻率高，動(dòng)態(tài)頻響特性好。 第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 ?應(yīng)變式位移傳感器 是把被測(cè)位移量轉(zhuǎn)變成彈性元件的變形和應(yīng)變，然后通過應(yīng)變計(jì)和應(yīng)變電橋，輸出正比于被測(cè)位移的電量。兩者之間通過傳力件傳遞壓力作用。 第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 筒式應(yīng)變壓力傳感器 (a)結(jié)構(gòu)示意； (b)筒式彈性元件； (c)應(yīng)變計(jì)布片 1— 插座； 2— 基體； 3— 溫度補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)； 4— 工作應(yīng)變計(jì)；5— 應(yīng)變筒 對(duì)厚壁筒 ? ?? ?2222tdPD d E??????第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 對(duì)薄壁筒 ? ?? ?2tdPD d E???????組合式壓力傳感器 則由受壓彈性元件 (膜片、膜盒或波紋管 )和應(yīng)變彈性元件 (如各種梁 )組合而成。 ?單一式壓力傳感器 是指應(yīng)變計(jì)直接粘貼在受壓彈性膜片或筒上。 第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 ?壓力傳感器主要用來測(cè)量流體的壓力。 這種測(cè)力傳感器的結(jié)構(gòu)由應(yīng)變計(jì)、彈性元件和一些附件所組成。它廣泛用機(jī)械、冶金、石油、建筑、交通、水利和宇航等部門的自動(dòng)測(cè)量與控制或科學(xué)實(shí)驗(yàn)中；近年來在生物、醫(yī)學(xué)、體育和商業(yè)等部門亦已得到開發(fā)應(yīng)用。 第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 (4)商品化，選用和使用都方便，也便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、自動(dòng)化測(cè)量。 第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 (2)分辨力 (1με) 和靈敏度高，尤其是用半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)，靈敏度可達(dá)幾十 mV/V；精度較高 (一般達(dá) 1%～3%.，高精度達(dá) %～ %.)。 第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 第六節(jié) 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 ?用作傳感器 的應(yīng)變計(jì)，應(yīng)有更高的要求，尤其非線性誤差要小 (＜ %～ %.)，力學(xué)性能參數(shù)受環(huán)境溫度影響小，并與彈性元件匹配。 ?由于低漂移集成運(yùn)算放大器的發(fā)展，直流電橋得到了廣泛應(yīng)用。 R2Δ R2 R4+Δ R4 R1+Δ R1 U0 U RL R3 Δ R3 受壓應(yīng)變、受拉應(yīng)變、??3241RRRR第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 331 2 4 1 2 401 2 3 4 1 2 3 41142RRR R R R R RUUR R R R R R R R? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 交流電橋 ?引入原因：由于應(yīng)變電橋輸出電壓很小，一般都要加放大器，而直流放大器易于產(chǎn)生零漂。 ?當(dāng)供橋電壓和電阻相對(duì)變化一定時(shí)，電橋的輸出電壓及其靈敏度也是定值，且與各橋臂阻值大小無(wú)關(guān)。 38 第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 第五節(jié) 測(cè)量電路 工作原理 第 2章 電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器 應(yīng)變電橋
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