機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)(1)(參考版)
2024-09-22 21:23本頁面
【正文】 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 電阻式傳感器 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 思考題 1)金屬電阻絲應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？應(yīng)如何根據(jù)具體情況選用？ 2)金屬電阻應(yīng)變片應(yīng)力、應(yīng)變與電阻改變的關(guān)系？ 3）半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片應(yīng)力、應(yīng)變與電阻改變的關(guān)系？ 4）應(yīng)變片輸出一般采用什么電路？ 5）通常電阻應(yīng)變片可以測量哪些物理量？ 。 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 電阻式傳感器 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 “S”形彈性元件力傳感器 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 測力環(huán) 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 應(yīng)變式加速度傳感器 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 電阻式傳感器 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 案例： 橋梁固有頻率測量 電阻式傳感器 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 案例： 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。 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 （七）電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用 1）直接用來測定結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 2）將應(yīng)變片貼于彈性元件上，作為測量力、位移、壓力、加速度等物理參數(shù)的傳感器。 ，應(yīng) 大于 500M歐。 :在應(yīng)變片基底上擠一小滴 502膠水， 輕輕涂抹均勻，立即放在應(yīng)變貼片位置。 小。 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 ? 5，應(yīng)變片的動(dòng)態(tài)特性：當(dāng)應(yīng)變波在敏感柵方向上傳播時(shí)，就會有時(shí)間的滯后，對動(dòng)態(tài)（高頻）測量就會產(chǎn)生誤差。在長時(shí)間測量中，要考慮它們對結(jié)果帶來一定的誤差。 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 ? 3，零漂和蠕變： ? 粘帖在試件上的應(yīng)變片在恒定溫度環(huán)境中，在不承受載荷條件下，電阻值隨時(shí)間變化的特性稱為應(yīng)變片的零漂； ? 粘帖在試件上的應(yīng)變片，在恒定溫度環(huán)境和恒定機(jī)械應(yīng)變長期作用下，應(yīng)變片反映的應(yīng)變值隨時(shí)間變化的特性稱為應(yīng)變片的蠕變。 對新粘帖好的應(yīng)變片，通過在正式測量前對試件進(jìn)行三次以上的加、卸載循環(huán)。 2，機(jī)械滯后和熱滯后：加載時(shí)和卸載時(shí)的（ ΔR/R） — ε特性曲線的不重合程度稱為 機(jī)械滯后 。實(shí)際上，當(dāng)應(yīng)變較大時(shí)，會出現(xiàn)非線性。 3）靈敏系數(shù)：表示應(yīng)變計(jì)變換性能的重要參數(shù)。 電阻式傳感器 1）幾何參數(shù)：表距 L和絲柵寬度 b， 制造廠常用 b L表示。 ? 其最大的缺點(diǎn)是溫度誤差大，故需溫度補(bǔ)償或恒溫條件下使用。半導(dǎo)體電阻材料的靈敏系數(shù)比金屬絲的要高 50～ 70倍。電阻應(yīng)變效應(yīng)的分析公式也適用于半導(dǎo)體電阻材料。箔片厚度1—10μm，散熱好，易粘結(jié)，傳遞試件應(yīng)變性能好 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 應(yīng)變計(jì) 電阻式傳感器 金屬應(yīng)變計(jì) 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 ? (1) 工作原理 ? 半導(dǎo)體材料受到應(yīng)力作用時(shí)，其電阻率會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為 壓阻效應(yīng) 。 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 ? 目前使用的多為金屬箔式應(yīng)變片，其結(jié)構(gòu)見下圖。金屬絲電阻應(yīng)變片的典型結(jié)構(gòu)見圖。 ——應(yīng)變效應(yīng) 電阻式傳感器 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 1) 工作原理 上述任何一個(gè)參數(shù)變換均會引起電阻變化 ,求導(dǎo)數(shù) 電阻式傳感器 金屬應(yīng)變片的電阻 R為 AlR /?? ???? dAldAA ldlAdR ??? 2代入 AlR /?? ???dRAdARldlRdR ???上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 電阻式傳感器 ??dAdAldlRdR ???有： 金屬絲： 2rA ?? ???drdrldlRdR???2r——半徑 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 由材料力學(xué)知，金屬絲徑向相對變形與軸向相對變形之間的關(guān)系： ldlrdr ???l 2r ?——金屬絲材料的泊桑比 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 ? 定義： ??ldlrdr——電阻絲軸向相對變形，稱為 縱向應(yīng)變 —— 電阻絲徑向相對變形，稱為 橫向應(yīng)變 ??drdrldlRdR ??? 2??d —— 電阻絲電阻率相對變化，與電阻絲軸向所受 正應(yīng)力 ?有關(guān)： ?????? Ed ???壓 阻系數(shù)； E材料彈性模量 上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院 電阻式傳
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