检测与转换第6章讲义.pptVIP

第六章 电参数传感器 第一节 电阻应变传感器 一、电阻丝的应变效应 高电阻率的电阻丝?=0.025mm； l-标距（工作基长）； b-工作宽度； 规格：使用面积b×l、电阻值 第一节 电阻应变传感器 对于直径为d的圆形截面的电阻丝，△a/a＝2△d/d，横向收缩和纵向伸长的关系用泊松比μ来描述，△d／d＝-μ△l／l，上式可得： 式中，K为应变灵敏系数，对于大多数金属材料，泊松比μ＝0.3～0.5，所以K值在1.6-2之间。ε为应变值。 第一节 电阻应变传感器 　　应变灵敏度系数K：在允许变形范围内（受拉或受压）保持不变；当超出允许范围时，值将发生变化 　　造成应变片测量误差的主要因素为温度，将引起：电阻丝温度系数、电阻丝与被侧件材料的线膨胀系数的不同。 第一节 电阻应变传感器 当环境温度变化△t时，应变片电阻的增量△Rt可用下式表达： 式中：Ro：0℃时电阻丝应变片的电阻； α：电阻丝材料的电阻温度系数； K：电阻丝的应变灵敏系数； α1：被测件材料的线膨胀系数； α2：为电阻丝材料的线膨胀系数；αt：电阻丝应变片的电阻温度系数。 第一节 电阻应变传感器 第一节 电阻应变传感器 二、电阻应变传感器测量电路 桥式测量电路 　　桥式测量电路有四个电阻，任何一个都可以是电阻应变片电阻，电桥的一个对角线接入工作电压U，另一个对角线为输出电压Uo。 　　当电桥桥臂电阻平衡，电桥输出为零，否则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，故电桥能够精确地测量微小的电阻变化。 第一节 电阻应变传感器 　　桥路平衡，则： 第一节 电阻应变传感器 三、电阻应变传感器的应用 电阻应变传感器：把应变片作为敏感元件来测量应变以外的物理量，如力、扭矩、加速度和压力等。把应变片粘贴到传感器的受力结构(弹性元件)上使该应变片上的应变与被测量成比例，从而实现检测。 第一节 电阻应变传感器 （1）BLR-1的型拉力传感器 　　弹性元件是圆管形的，在它上面纵向和横向各粘贴有四片应变片，每两片同方向的串联组成一个桥臂，八片应变片组成全桥。弹性元件用40Cr钢制成，经热处理，外圆和内孔部分都经磨削加工。 BLR-型拉力传感器 １－螺钉　２－铭牌　３－壳体　４－应变筒 ５－球面螺钉　６－内压环 ７－盖　８－膜片　 ９－密封垫圈　１０－插头　１１－接线环 第一节 电阻应变传感器 （1）非线性、迟滞、重复性误差均小于额定载荷的0.5％。 （2）工作电压最高为6V。 （3）输出灵敏度104N以下的分型号为1mV／V，104N以上的分型号为1.5mV／V。 （4）工作温度范围为-10～+50℃。 （5）温度零漂值为0.04％／℃。 BLR-1的技术数据如下： 第一节 电阻应变传感器 （2）加速度传感器 加速度传感器结构 1-悬臂 2-重块 3-壳体 4-应变片 5-垫片 6-接线插座 加速度传感器是一种测量力的装置，由重块、重块支承弹簧(悬臂梁)以及阻尼器等构成。 当有加速度时，重块受力，悬臂梁弯曲、按粱上固定的应变片的变形可测出力的大小。在已知质量下便可算出被测的加速度。 第一节 电阻应变传感器 （2）压力传感器 组合式压力传感器 1-膜片式 2-包端管式 压力传感器，利用弹性元件先将压力转换成力，然后再转换成应变，从而使应变片电阻发生变化。 应变片粘贴在总管梁上，悬臂梁的刚度应比压力敏感元件更高，这样可降低这些元件所固有的不稳定性和迟滞。 第二节 热电阻传感器 热电阻传感器：利用电阻随温度变化的特性制成的传感器。它主要用于对温度与温度有关的参量进行检测。 按热电阻的性质分：金属热电阻（热电阻） 半导体热电阻（热敏电阻） 第二节 热电阻传感器 一、热电阻 　　热电阻是由电阻体、绝缘套管和接线盒等主要部件组成的。 几种电阻体： （1）铂电阻（2）铜电阻 （3）铟电阻 （4）锰电阻（5）碳电阻 第二节 热电阻传感器 （1）铂电阻 特点：精度高、稳定性好、性能可靠。 原因：铂在氧化性介质中，其至在高温下其物理、化学件 质都非常稳定。 缺点：在还原介质中，特别是在高温下很容易被从氧化中 还原出来的蒸汽所沾污，容易使铂丝变脆，并改变 它的电阻与温度间的关系。 第二节 热电阻传感器 （1）铂电阻 在0-630.74℃ 范围内，铂的电阻值与温度的关系可用下式表为 第二节 热电阻传感器 （2）铜电阻 　　铂是贵重金属，在一些测量精度不高且温度较低的地方一般采用铜电阻，可用它