力與壓力測量傳感器-文庫吧資料
2025-05-06 22:32本頁面
【正文】 圖 324 發(fā)電廠設(shè)備振動監(jiān)測示意圖 104 2022/5/24 105 2022/5/24 106 2022/5/24 107 2022/5/24 108 2022/5/24 109 2022/5/24 110 2022/5/24 111 2022/5/24 112 2022/5/24 113 2022/5/24 114 2022/5/24 115 2022/5/24 ?變壓器式傳感器就是指互感系數(shù)可變的變壓器。監(jiān)測用壓電加速度傳感器多選用 XYZ三向傳感器，可測量一點(diǎn)空間各方向上的振動。滯后嚴(yán)重的傳感器不能用于動態(tài)參數(shù)測量。 101 2022/5/24 ? 5）非線性： 壓電式壓力傳感器的輸出特性曲線一般為上翹、下翹甚至 S型。在受迫振動時(shí)，當(dāng)被測信號頻率與傳感器固有頻率相同時(shí)，傳感器則發(fā)生共振。 2）靈敏度： 壓電式壓力傳感器的靈敏度定義為輸出量與被測物理量的比值，即 3）絕緣電阻： 如果傳感器沒有足夠高的絕緣電阻，壓電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的電荷將通過它迅速泄露，給測量帶來誤差。 （a ） （b ）圖 319 壓電元件組合接法 81 2022/5/24 82 2022/5/24 83 2022/5/24 84 2022/5/24 85 2022/5/24 86 2022/5/24 87 2022/5/24 88 2022/5/24 89 2022/5/24 90 2022/5/24 91 2022/5/24 92 2022/5/24 93 2022/5/24 94 2022/5/24 95 2022/5/24 96 2022/5/24 97 2022/5/24 98 2022/5/24 99 2022/5/24 1）量程： 壓電式壓力傳感器的量程是指在給定精度內(nèi)，傳感器所測物理量的上、下限。 ?當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷極性隨之改變，把這種機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的現(xiàn)象，稱為 “ 正壓電效應(yīng) ” ， 反之，當(dāng)在電介質(zhì)極化方向施加電場，這些電介質(zhì)會產(chǎn)生幾何變形，這種現(xiàn)象稱為“ 逆壓電效應(yīng) ” 。 ?由于壓電式轉(zhuǎn)換元件具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、固有頻率高、工作可靠以及信噪比高等特點(diǎn)，因此，它成為一種典型的力敏元件，被廣泛地應(yīng)用于壓力、加速度、機(jī)械沖擊和振動等諸多物理量的測量中。 20 ( ) ( )RRUUR R R R R?????? ? ? ?0 2()RRUURR ?????66 2022/5/24 電阻式壓力傳感器應(yīng)用 ?2. 煤礦快速定量自動裝車系統(tǒng) 稱重傳感器稱重傳感器砝碼校驗(yàn)裝置砝碼校驗(yàn)裝置稱重料斗檢測及控制裝置67 2022/5/24 電阻式壓力傳感器應(yīng)用 ?3. 膠帶張力測試 滾筒膠帶壓力滾筒稱重傳感器αFFααF1F2F3 圖 317 帶式輸送機(jī)的膠帶張力測試裝置 圖 318壓力滾筒受力示意圖 68 2022/5/24 69 2022/5/24 70 2022/5/24 71 2022/5/24 72 2022/5/24 73 2022/5/24 74 2022/5/24 75 2022/5/24 76 2022/5/24 77 2022/5/24 78 2022/5/24 壓電式傳感器 ?壓電式傳感器是基于某些介質(zhì)材料的 壓電效應(yīng) 原理工作的，是一種典型的 有源傳感器 。當(dāng) R1為工作臂時(shí)，其增量為 ΔR1=ΔR ，則輸出電壓為： 如果 ε ＜＜ 1，則輸出電壓為 ?由以上對單臂電橋的分析得出兩點(diǎn)結(jié)論： 第一，當(dāng)橋臂電阻發(fā)生相同變化時(shí)，等臂電橋與第一類對稱電橋的輸出電壓相同，且比第二類對稱電橋輸出電壓大，即第一類對稱電橋靈敏度比第二類對稱電橋靈敏度高。 如果， ε ＜＜ 1 ，則輸出電壓為 0 4 2 4 2RU U URR?????? ? ?0 4UU??64 2022/5/24 ?2）第一對稱電橋 ?所謂第一對稱電橋是指電橋初始狀態(tài)時(shí)， R10=R40=R，R20=R30=R′。 R1 R2R4R3UUO01 3 2 4( 1 2 ) ( 3 4 )R R R RUUR R R R????63 2022/5/24 ?1）等臂電橋 等臂電橋是指在初始狀態(tài)時(shí)，電橋四臂的電阻均相等，即R10=R20=R30=R40=R。 電阻式壓力傳感器的驅(qū)動及測量電路 62 2022/5/24 電阻式壓力傳感器的驅(qū)動及測量電路 ? （ 1）單臂工作電橋 ?右圖為電橋電路， U為橋路供電電源電壓， U0為電橋輸出電壓。電阻式壓力傳感器常用的測量電路是電橋。 彈 性 元 件 壓 阻 式變 換 器x? ? R?被測量 中間變量 圖 38 壓阻式傳感器框圖 49 2022/5/24 擴(kuò)散型壓阻式傳感器的結(jié)構(gòu)圖 50 2022/5/24 51 2022/5/24 52 2022/5/24 53 2022/5/24 54 2022/5/24 55 2022/5/24 56 2022/5/24 57 2022/5/24 電阻式壓力傳感器的驅(qū)動及測量電路 ?1. 驅(qū)動方式 電阻式壓力傳感器屬于 無源傳感器 ，工作時(shí)需要外加驅(qū)動電源，其驅(qū)動方式分為恒流驅(qū)動與恒壓驅(qū)動兩種。 ?壓阻式傳感器電阻的變化一般可表示為： RR? ???????R EKR ? ? ? ? ?? ? ? ?由于彈性模量 E=σ /ε ：故上式又可以表示為： 48 2022/5/24 2. 壓阻式傳感器的構(gòu)成 ?圖 38所示為壓阻式傳感器的結(jié)構(gòu)框圖。 ?前面介紹了金屬導(dǎo)體材料在受到外界力作用時(shí)，導(dǎo)致其電阻值變化，其電阻變化率由式 (33)給出，即： ( 1 2 )RR ??? ???? ? ?47 2022/5/24 1. 壓阻式傳感器工作原理 ?其中 Δρ/ρ一項(xiàng)很小，即電阻率的變化很小，因而可以忽略不計(jì)，所以 金屬電阻應(yīng)變片的電阻的變化主要由金屬材料的幾何尺寸所決定 。壓阻式傳感器就是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)原理工作的。在 20世紀(jì) 50年代中期出現(xiàn)了半導(dǎo)體應(yīng)變片制成的壓阻式傳感器，其靈敏系數(shù)比金屬電阻式傳感器高幾十倍，而且具有體積小、分辨率高、工作頻帶寬、機(jī)械遲滯小、傳感器與測量電路可實(shí)現(xiàn)一體化等優(yōu)點(diǎn)。工作片 R1粘貼在被測試件上需要測量應(yīng)變的地方，補(bǔ)償片 RB粘貼在補(bǔ)償塊上，補(bǔ)償塊與被測試件溫度相同，但不承受應(yīng)變。
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