【正文】 EbRFlE 26?? ?? （ ） 這種傳感器會(huì)因受力的變化應(yīng)力也改變。 這個(gè)公式說(shuō)明應(yīng)力的變化和圓柱體受力的大小和圓柱的橫截面積有關(guān)，其中一個(gè)變化應(yīng)力就隨著變化。當(dāng)圓柱里的應(yīng)變片受力變形時(shí)， 1R 、 2R 會(huì)隨力增加而縮短，同時(shí)，外面的電阻 3R 會(huì)受應(yīng)力而拉伸。那么現(xiàn)在 舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明傳感器的原理，如圖 、 所示。 彈性敏感元件的作用就是傳感器組成中的敏感元件，要根據(jù)被測(cè)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)或選擇它的結(jié)構(gòu)形式。而粘貼在彈性敏感元件表面的電阻應(yīng)變片將隨著彈性敏感元件產(chǎn)生應(yīng)變，因此電阻應(yīng)變片的電阻值也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。 2． 2 傳感器的工作原理 電阻應(yīng)變式傳感器由彈性敏感元件與電阻應(yīng)變片構(gòu)成。 這一定義包含了以下幾方面的意思： （ 1）傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)； （ 2）它的輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等； （ 3）他的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理和顯示等，這種量可以是氣、光、電物理量，但主要是電物理量； （ 4）輸入輸出有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 3 頁(yè) 共 40 頁(yè) 2 傳感器的相關(guān)知識(shí) 2． 1 傳感器概念 我們國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ GB66587）是這樣定義傳感器（ transducer/sensor）的：“能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照 一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可以輸出信號(hào)的器件或裝置”。近年來(lái)，微型計(jì)算機(jī)組成的測(cè)控系統(tǒng)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到 應(yīng)用，而傳感器作為微型機(jī)的接口必須解決相容技術(shù)，根據(jù)這些時(shí)代特點(diǎn)，傳感器將向以下幾個(gè)方面發(fā)展：為了提高測(cè)控精度，必須使傳感器的精度盡可能提高，例如對(duì)于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的壓力測(cè)量，希望測(cè)量精度的功能優(yōu)于 %，對(duì)超精度加工“在線”檢測(cè)精度高于 ，因此需要研制出高精度的傳感器，以滿足測(cè)量的需求。所以如何采用新技術(shù)、新工藝、新材料以及探索新理論，以達(dá)到高質(zhì)量的轉(zhuǎn)換效能，是總的發(fā)展途徑。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 2 頁(yè) 共 40 頁(yè) 傳感器技術(shù)所涉及的知識(shí)非常廣泛，滲透到各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。其中，工業(yè)自動(dòng)控制、交通運(yùn)輸、冶金行業(yè)市場(chǎng)的份額占 35%以上。我國(guó)的 863 計(jì)劃和科技攻關(guān)計(jì)劃也把傳感器的研究與開(kāi)發(fā)放在重要地位。 1． 2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài) 當(dāng)今時(shí)代，傳感器技術(shù)已形成為電子工業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)品的一個(gè)獨(dú)立門類，是信息社會(huì)的重要技 術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)代電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)為信息轉(zhuǎn)換與處理提供了極其完善的手段，使檢測(cè)與控制技術(shù)發(fā)展到嶄新階段。如果沒(méi)有傳感器對(duì)原始參數(shù)進(jìn)行精確可靠的測(cè)量，那么，無(wú)論是信號(hào)轉(zhuǎn)換 或信息處理，或者最佳數(shù)據(jù)的顯示和控制，都將成為一句空話。隨著技術(shù)進(jìn)步以及用現(xiàn)代電子信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深入，其需求量日趨增加 。可見(jiàn)傳感器技術(shù)是一種和其他多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)密切相關(guān)的尖端技術(shù)。 關(guān)鍵詞 ： 稱重傳感器，彈性體，電阻應(yīng)變片 Based on the design of resistance strain gauge load cell Abstract With the progress of technology, electronic weighing apparatus made by the weighing sensor is widely used in all walks of life, to realize the rapid and accurate for material weighing, especially with the emergence of microprocessor, the constant improvement of the industrial production process automation, weighing sensor has bee a necessary device in the process control. At present, apply to almost all weighing weighing sensors. In this paper, the design of a resistance strain type weighing sensor. Resistance strain type weighing sensor is based on the principle that elastomer (elastic element, sensitive beam) elastic deformation under the action of external force, the resistance strain gauge on the surface of the paste in his (cell) also along with the deformation and deformation resistance strain gauge, its value will change (increase/decrease), and then through the corresponding measurement circuit convert the resistance to electrical signals (voltage or current), so as to plete the process of external force transform into electrical signals. The design of the weighing sensor is the change of resistance strain gauge is used to determine the small strain of elastic element, so as to use force, stress and strain the relationship between the area to determine the size of the force, then the force of the mass of the body. The change of the resistance strain gauge can be obtained through the subsequent processing circuit. Keywords: Weighing sensors, elastomer, resistance strain gauge 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 I 頁(yè) 共 II 頁(yè) 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 課題研究的背景 .................................................. 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài) .................................................. 1 2 傳感器的相關(guān)知識(shí) .................................................. 3 傳感器概念 ...................................................... 3 傳感器的工作原理 ................................................ 3 傳感器的組成結(jié)構(gòu) ................................................ 5 3 電阻應(yīng)變片的相關(guān)知識(shí) .............................................. 7 電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)和工作原理 ...................................... 7 電阻應(yīng)變效應(yīng) .................................................... 8 金屬材料的電阻應(yīng)變效應(yīng) ........................................ 8 電阻 — 應(yīng)變特性 ................................................ 8 應(yīng)變片測(cè)試原理 ................................................ 9 電阻應(yīng)變片的種類及材料 ......................................... 10 電阻應(yīng)變片的種類 ............................................. 10 電阻應(yīng)變 片的材料 ............................................. 12 金屬應(yīng)變片的主要特性 ........................................... 13 4 電阻應(yīng)變式力傳感器的設(shè)計(jì) ......................................... 19 柱形應(yīng)變式力傳感器 ............................................. 19 利用拉伸與壓縮應(yīng)力的稱重傳感器 ............................... 20 柱式稱重傳感器的誤差來(lái)源 ..................................... 22 梁式力傳感器 ................................................... 23 5 粘貼技術(shù)及穩(wěn)定處理 ............................................... 27 應(yīng)變片粘貼技術(shù) ................................................. 27 粘結(jié)劑的選擇 ................................................. 27 應(yīng)變計(jì)的粘貼 ................................................. 27 彈性元件材料的穩(wěn)定處理 ......................................... 28 6 電阻應(yīng)變式傳感器的信號(hào)處理電路 ................................... 31 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 II 頁(yè) 共 II 頁(yè) 轉(zhuǎn)換電路 ....................................................... 31 直流電橋 ....................................................... 31 電路圖設(shè)計(jì) ..................................................... 36 電路仿真 ....................................................... 36 參 考 文 獻(xiàn) ......................................................... 39 致 謝 .............................................................. 40 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 共 40 頁(yè) 1 緒論 1． 1 課題研究的背景 現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息的拾取、傳輸和處理技術(shù)，也就是 傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，它們分別構(gòu)成了信息技術(shù)系統(tǒng)的“感官”、“神經(jīng)”、“大腦”。本設(shè)計(jì)的稱重傳感器就是利用應(yīng)變片阻值的變化量來(lái)確定彈性元件的微小應(yīng)變，從而利用力，受力面積及應(yīng)變之間的關(guān)系來(lái)確定力的大小，進(jìn)而求得產(chǎn)生作用力的物體的質(zhì)量。 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)電阻應(yīng)變式的稱重傳感器。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 基于電阻應(yīng)變片的稱重傳感器 設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓 名： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2021年 6 月 軟件工程 黃志誠(chéng) 王春花 軟件學(xué)院 基于電阻應(yīng)變片的稱重傳感器設(shè)計(jì) 摘 要 隨著技術(shù)的進(jìn)步 ,由稱重傳感器制作的電子衡器已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè) ,實(shí)現(xiàn)了