第二篇 电阻应变传感器.pptVIP

图2-16 环式力传感器 返回 (a)圆形吊环；(b)扁环形吊环 图2-17 等强度梁 返回 图2-18 圆筒式压力传感器 返回 图2-19 膜片式压力传感器 返回 图2-20 应变式加速度传感器 返回 表2-1 电阻应变片分类 返回 表2-2 硅和锗半导体晶向参数 返回 第二章 电阻应变传感器测量电路 当温度上升使测量桥输出电压下降时，热敏电阻RT的阻值也相应减小，以保证输出电压U。不受温度变化的影响。 图中R5为分流电阻，R5的选择应使得:当温度上升时，RT使输出电压上升的速率等于应变片使电桥输出电压下降的速率，从而获得最佳的温度补偿 4.电桥的零位调整 电桥投人测量之前要进行零位调整，以消除因各桥臂电阻不匹配引起的零位输出。直流电桥的零位调整两种基本方法简介如下。 1)电阻串联法 上一页 下一页 返回 第二章 电阻应变传感器测量电路 串联法是指在桥臂电阻之间串人调零电阻以实现零位调整的方法，如图2-13所示。在两桥臂之间串人调整电阻Rw，实际调零时，先以电位器代替Rw，调零后再以固定电阻Rw代替电位器。 2)电阻并联法 在桥路中并人适当的电阻，也可以实现零位调整，如图2-14所示。此时调零能力主要由电阻R5决定，R5越小调零能力越强，但引人的测量误差也越大，因而只能在测量精度允许的情况下，选得小一些，且Rw通常可取与R5相同的数值，调零电阻值的最终确定要通过实际调零操作后作出。应变电桥输出电压很小，一般应接放大器， 上一页 下一页 返回 第二章 电阻应变传感器测量电路 为避免直流放大器引人零漂，常采用交流放大器，此时应变电桥需采用交流供电电源，考虑交流激励引起电桥引线分布电容的影响，相当于各桥臂电阻上并了一个电容，此时应按交流正弦(电源为正弦)阻抗电桥分析和调零。 上一页 返回 第三节 电阻应变传感器的应用 电阻应变片除了可直接粘贴到被测的机械构件上进行应力应变测量外，还可以和弹性元件一起构成各种应变式传感器，用来测量力、扭矩、加速度及压力等非电量。 一、应变式力传感器 电阻应变传感器主要用于载荷力的测量，称之为应变式力传感器( Weighing Sensor ) ,其测力范围可以是几克到几百吨，精度可高达0.05%FS。应变式力传感器根据所用的弹性元件不同，主要有柱式力传感器、环式力传感器和悬臂梁式传感器。 1.柱式力传感器 柱式力传感器是指用来感受力的弹性元件是实心或空心圆柱 下一页 返回 第三节 电阻应变传感器的应用 如图2-15所示，应变片粘贴在圆柱的表面上，轴向粘贴的应变片与切向粘贴的个数相等，以便接成差动测量电桥。 当柱体受拉(如图2-15(a)所示)或压(如图2-15(b)所示)力时，由于作用力不可能正好通过柱体的中心轴线，因而柱体除受拉或压力外，还受横向力和弯曲力，要恰当地布置应变片，以尽量减少横向及弯曲的影响。应变片受拉压力所产生的应变分析如下。 (1)与轴向任意角a方向的应变为 式中ε—沿轴向的应变; μ—弹性元件的泊松比。 (2)轴向应变(a = 0)为 上一页 下一页 返回 第三节 电阻应变传感器的应用 式中F载荷力(N); S—弹性元件的横截面积(m2 ); E—弹性元件的弹性模量( N/m2 ) (3)切向应变(a = 90°)为 2.环式力传感器 为了适应工程测量的需要，有时采用图2-16所示的环式力传感器，其弹性元件是圆形或扁形吊环，环上粘贴的应变片应便于接成差动测量电桥，即承受拉应变的应变片数等于承受压应变的应变片数。 上一页 下一页 返回 第三节 电阻应变传感器的应用 上一页 下一页 返回 第三节 电阻应变传感器的应用 在相同的情况下，环式弹性元件比柱式弹性元件抗载偏心能力强，且测力范围大，但制作较复杂，常用于检测500 N以上的载荷。 3.悬臂梁式力传感器 悬臂梁式力传感器的弹性元件是一个悬臂梁，载荷加在梁的自由端，应变片沿梁的长度方向上下粘贴，悬臂梁分等强度梁和等截面梁，其应变特性是不相同的。 1)等强度梁 等强度梁(Equal-strength Beam)应变传感器如图2-17所示。 上一页 下一页 返回 第三节 电阻应变传感器的应用 上一页 下一页 返回 第三节 电阻应变传感器的应用 即式(2-26)中1x恒等于h，因而此时沿长度方向各点X的应变值为 显然各点上的应力与X有关，X越大，应力应变就越大，即沿L方向的粘贴位置误差直接影响测量结果。 三种应变式力传感器相比，悬臂梁式力传感器具有最高的灵敏度，适用于小载荷力的精确测量，最小可测几十