4.生物医学传感-电阻传感器要点.ppt

变形 弹性变形 弹性材料 弹性特性可用刚度或灵敏度来表征。 从弹性特性曲线求得刚度的方法: 做切线 找夹角 求正切 如果弹性元件的弹性特性是线性的，则其刚度为常数 2. 灵敏度 灵敏度就是单位力产生形变的大小。 灵敏度是刚度的倒数，一般用K表示。 3. 弹性滞后 弹性敏感元件所加载荷改变后，不是立即完成相应的变形，而是在一定时间间隔中逐渐完成变形的现象—弹性后效现象 5. 固有振动频率 弹簧管压力表 电子秤 电子地磅 第一节 应变式传感器 一、工作原理 （电阻应变效应） 2、应变片的类型、材料及粘贴 (2)应变片的粘贴 粘贴在应变变化均匀且较大的地方。 三、金属应变片的主要特性（贴在试件上后讨论） 1. 灵敏系数 2. 横向效应 3. 机械滞后 应变片粘贴在被测试件上，当温度恒定时，其加载特性与卸载特性不重合，即为机械滞后。 原因：残余应变；在制造或粘贴应变片时，敏感栅受到不适当的变形或者粘结剂固化不充分。 相对误差: 半桥进行补偿（另一种方法） 既实现了温度补尝，又实现了提高灵敏度的作用。 电阻应变式加速度传感器结构图 适用10~60 Hz a=F/m 振动式地音入侵探测器: 适合于金库、仓库、古建筑的防范，挖墙、打洞、爆破等破坏行为均可及时发现。 桥梁固有频率测量: 本节作业 小结 谈到弹性元件，最容易想到的是弹簧，弹簧在力的作用下可能发生拉伸或压缩的变化，这样的变化就是变形，但是变形不仅仅只有弹簧这样的形式，其他的比如篮球，健身用的握力圈，扭力棒等，变形的种类是繁多的； 弹性变形，最关键的问题是这样的变形可恢复，弹簧力释放后恢复原状，篮球也能恢复原状，用榔头把桌面敲一个坑，这样的变形就不能恢复原状，两车相撞这样的变形也不属于弹性变形； 弹性变形实际上应该是在某个特定的范围内的概念，弹性变形可能转换为塑性变形，如果把这样的概念延伸的话，实际上意味着量程范围的问题； 弹性元件是具有弹性变形特性的物体，当然，在正常情况下，这样的物体在力、力矩的作用下能够产生变形，在力或力矩撤销后也能够恢复原状；我们利用这样的特性来实现从力或力矩变换为应变或位移的转换，这样的转换也要求弹性变形，而不是变换为一次性的； 弹性元件的弹性变形特性必须不超越特定的界限；否则就可能变形无法恢复。 弹性特性是弹性敏感元件最重要的特性，她表现为被测量与变形之间的关系，也是弹性敏感元件能够实现敏感元件功能的基本保障； 不管弹性敏感元件承受压力、力还是力矩，根本的一点就是受外力作用了；不管变形是应变、位移或是转角，根本的一点就是变形了，弹性特性就是描述这样的外力与这样的变形之间的关系； 从弹性特性的曲线上我们可以得到力与变形的直观认识，通常情况下，外力越大，变形也就越大，但是不能超越特定的范围，另外，当力为0的时候，变形也为0，意味着，外力撤销后，变形能够恢复； 刚度与灵敏度，是从不同侧面描述弹性特性的等价的两个指标。 弹性特性我们希望是线性的，但她的确可能是非线性的，对于非线性的情况我们可以要求后续转换元件工作的时候将这种非线性进行修正。 对于这样的一个弹性特性曲线，希望大家注意到坐标的构成形式，纵轴是外力，而横轴是变形，也就是说，实际上纵轴是输入，而横轴是输出，因此，在这样的特性曲线下，刚度实际上就是曲线在某处的切线的斜率，这是求曲线上某点刚度的一般性的认知。 如果弹性特性是线性的，当然，直线的斜率就是弹性特性刚度的指标；刚度在这里应该是常数； 灵敏度是从单位力产生变形的角度来描述弹性敏感元件的弹性特性的；也就是说，她描述的是多大的力的变化会导致多大的变形；而刚度描述的是多大的变形可以抵抗多大的力，本质上说，二者没有质的区别，只是在不同的情况下有不同的便利之处而已。灵敏度与刚度实际上是互为倒数的。 关于弹性敏感元件的串联与并联的问题可以这样来理解，健身用的拉力器可以很好的示意并联的效果：一根弹簧与两根弹簧相比，我们拉一根弹簧的时候要省力些，两根弹簧要费力些，那么从刚度与灵敏度的角度来看，弹簧并联时，我们要费力意味着，抵抗变形的能力增加，即刚度增加，这个时候，我们用同样的力去拉拉力器的时候，弹簧变形变小，即灵敏度减小；而串联时，则是刚度减小，灵敏度增加； 弹性滞后现象描述的是弹性元件在弹性变形范围内，弹性特性的加载曲线与卸载曲线不重合的现象，具体的体现为同样大小外力作用的时候，在加载过程和卸载过程中，弹性元件的变形不一样；而这个变形的差称为弹性敏感元件的滞后误差