【正文】 應變片加速度傳感器不適用于頻率較高的振動和沖擊場合 ， 一般適用頻率為 10~60 Hz范圍 。 32 1 41— 等 強 度 梁 ；2— 質 量 塊 ；3— 殼 體 ；4— 電 阻 應 變 敏 感 元 體第 2章 電阻式傳感器 測量時 ， 將傳感器殼體與被測對象剛性連接 ， 當被測物體以加速度 a 運動時 ， 質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變片感受到并隨之產生應變 ， 從而使應變片的電阻發(fā)生變化 。 等強度梁上粘貼四個電阻應變敏感元件 4 。 其基本工作原理是：物體運動的加速度與作用在它上面的力成正比 ， 與物體的質量成反比 ， 即 a=F/m。 將上兩式聯(lián)立，得到容器內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感壓膜上面溶液的重量成線性關系 ， 因此用此種方法可以測量容器內儲存的溶液重量 。 當容器中溶液增多時，感壓膜感受的壓力就增大。 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。 第四節(jié) 電阻傳感器應用 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 ， 應變片粘貼在彈性體外壁應力分布均勻的中間部分 ， 對稱地粘貼多片 ， 電橋連線時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 ， 作溫度補償用 ， 接于另兩個橋臂上 。 其主要用途是作為各種電子稱與材料試驗機的測力元件 、 發(fā)動機的推力測試 、 水壩壩體承載狀況監(jiān)測等 。選擇分流電阻 R5的值，可以使應變片靈敏度下降對電橋輸出的影響得到很好的補償。 (b)圖是受單向應力的構件，將工作應變片 R2的軸線順著應變方向，補償應變片 R1的軸線和應變方向垂直， R1和R2接入電橋相鄰臂，其輸出為 R1 R2 F F R1 R2 （ b） （ a） F 構件受彎曲應力 構件受單向應力 ? ? xso KRARU ???? 121第 2章 電阻式傳感器 另外也可以 采用熱敏電阻進行補償 。 圖 (a)為一個梁受彎曲應變時，應變片 R1和 R2的變形方向相反，上面受拉，下面受壓，應變絕對值相等，符號相反，將它們接入電橋的相鄰臂后，可使輸出電壓增加一倍。 為達到完全補償 ， 需滿足下列三個條件： ① R1和 R2須屬于同一批號的 ， 即它們的電阻溫度系數(shù) α、 線膨脹系數(shù) β、 應變靈敏系數(shù) K都相同 ， 兩片的初始電阻值也要求相同； ② 用于粘貼補償片的構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； ③兩應變片處于同一溫度環(huán)境中。 當溫度升高或降低時 ， 若 ΔR1t=ΔR2t， 即兩個應變片的熱輸出相等 ， 由上式可知電橋的輸出電壓為零 ，即 ? ? 03241 ??? RRRRAU o? ? ? ?? ?322411 RRRRRRAU tto ??????? ? ? ?? ?RRRRRRA tt ???????? 21? ?RRRRRRRRA tt ?????????? 21? ? 021 ????? tt RRRA= 第 2章 電阻式傳感器 若此時有應變作用，只會引起電阻 R1發(fā)生變化， R2不承受應變。當工作應變片感受應變時 ， 電橋將產生相應輸出電壓 。 在工作過程中補償塊不承受應變 ， 僅隨溫度發(fā)生變形 。 第 2章 電阻式傳感器 測量應變時 ， 使用兩個應變片 ，一片貼在被測試件的表面 ， 圖中 R1稱為工作應變片 。 ? ?32410 RRRRAU ??橋路補償法 U0 R2 R4 R1 R3 E 由上式可知，當 R R4為常數(shù)時， Rl和 R2對輸出電壓的作用方向相反。 由前式知 ， 若使應變片在溫度變化 Δ t時的熱輸出值為零 ， 必須使 ? ?egt K ??? ??即 第 2章 電阻式傳感器 ② 雙絲組合式自補償應變片 是由兩種不同電阻溫度系數(shù) （ 一種為正值 ， 一種為負值 ） 的材料串聯(lián)組成敏感柵 ， 以達到一定的溫度范圍內在一定材料的試件上實現(xiàn)溫度補償?shù)?， 如圖 。 在選擇應變片時 ， 若應變片的敏感柵是用單一的合金絲制成 ， 并使其電阻溫度系數(shù) 和線膨脹系數(shù) 滿足上式的條件 ， 即可實現(xiàn)溫度自補償 。 ? ? tKtR RR RR R gett??????????? ???????? ???????? ? ???21? ? ttKKR R gettt ??????????? ?? ????第 2章 電阻式傳感器 溫度補償 （ 自補償法和線路補償法 ） ① 單絲自補償應變片 單絲自補償應變片的優(yōu)點是結構簡單 ， 制造和使用都比較方便 ， 但它必須在具有一定線膨脹系數(shù)材料的試件上使用 ， 否則不能達到溫度自補償?shù)哪康?。 ? ? tKR R ge ????????? ? ??2第 2章 電阻式傳感器 溫度變化形成的總電阻相對變化： 相應的虛假應變?yōu)? 上式為應變片粘貼在試件表面上，當試件不受外力作用，在溫度變化 Δt 時，應變片的溫度效應 ,用應變形式表現(xiàn)出來，稱之為熱輸出。 第 2章 電阻式傳感器 設環(huán)境引起的構件溫度變化為 Δt（ ℃ ） 時 ， 粘貼在試件表面的應變片敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)為 αt ，則應變片產生的電阻相對變化為 由于敏感柵材料和被測構件材料兩者線膨脹系數(shù)不同 ， 當 Δt 存在時 ， 引起應變片的附加應變 ， 其值為