第2章电阻式传感器 (2)精选文档.ppt

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1、第2章电阻式传感器(2)本讲稿第一页，共三十页1.1.电阻温度系数的影响：电阻温度系数的影响：相应的热输出，即虚假应变(应变误差应变误差)综合考虑得：2.线胀系数的影响：本讲稿第二页，共三十页例如：康铜丝的例如：康铜丝的 t t=20=20 1010-6-6/C C，当，当 t=1t=1 C C时，时，(R/R)R/R)1 1=t t t=t=2020 1010-6-6，若应变片灵敏系数，若应变片灵敏系数 k=2k=2，由于电，由于电阻变化引起的应变误差为阻变化引起的应变误差为可达10之多。再如：试件为钢材，电阻丝为康铜丝，再如：试件为钢材，电阻丝为康铜丝，g g=11=11 1010-6-6

2、/C C，s s=15=15 1010-6-6/C C，当当 t=1t=1 C C，k=2k=2时时，(R/R)R/R)2 2=k(k(g g-s s)t=t=2(11-15)2(11-15)1010-6-6 1=1=-8-8 1010-6-6（试件引起的应变误差）（试件引起的应变误差）（试件引起的应变误差）（试件引起的应变误差）(二)补偿法：单丝自补偿法 自补偿法 组合自补偿法 线路补偿法本讲稿第三页，共三十页电阻应变片的应用电阻应变片的应用 可分为两大类：可分为两大类：可分为两大类：可分为两大类：第一类：将应变片粘贴于某些弹性体上，并将第一类：将应变片粘贴于某些弹性体上，并将其接到测量转换

3、电路，这样就构成测量各种物理量其接到测量转换电路，这样就构成测量各种物理量的的专用应变式传感器专用应变式传感器。应变式传感器中，敏感元件一般。应变式传感器中，敏感元件一般。应变式传感器中，敏感元件一般。应变式传感器中，敏感元件一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为桥路；为桥路；为桥路；为桥路；第二类：将应变片贴于被测试件上，然后将其第二类：将应变片贴于被测试件上，然后将其接到应变仪上就可直接从应变仪上读取被测试件的接到应变仪上就

4、可直接从应变仪上读取被测试件的应变量。应变量。本讲稿第四页，共三十页六、应变式传感器举例(一)应变式测力传感器本讲稿第五页，共三十页1.柱式力传感器柱式力传感器(3)(3)布片及组桥布片及组桥(1)柱形(主要测吨位级)(2)圆筒式(量程在100kg50t)优点：简单易加工，抗偏载能力强。缺点：横向干扰大，非线性误差大。本讲稿第六页，共三十页应变式荷重传感器的外形及应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置应变片的粘贴位置FR1R2 R4本讲稿第七页，共三十页应变式荷重传感器外形及受力位置应变式荷重传感器外形及受力位置FF本讲稿第八页，共三十页2.环式力传感器环式力传感器(薄臂环型薄臂环型)当 h

5、/2 h/2 R R 时时,内部的内部的FR1R2R3R4另外还有八角环形等。本讲稿第九页，共三十页3.梁式(2)等截面梁：(500N5000N)(1)等强度梁：本讲稿第十页，共三十页(3)双孔梁：线性度好，小载荷小载荷(100N100N 500N500N)(4)S S S S梁：梁：L-L-梁端部到中心的距离,l-l-应变片长度,-梁端部到应变片的距离,h-h-应变片处的厚度.本讲稿第十一页，共三十页各种悬臂梁各种悬臂梁 FF固定点固定点固定点固定点电缆本讲稿第十二页，共三十页 max min 4.4.轮辐式的贴片与布桥轮辐式的贴片与布桥轮辐式的贴片与布桥轮辐式的贴片与布桥八片和四片应变片组

6、桥对灵敏度的影响：本讲稿第十三页，共三十页压力概念图示绝对压力pa负压力p0大气压力pb绝对压力pa表压力pp =pa-pbp0=pb-pa本讲稿第十四页，共三十页(二)应变式压力传感器1.膜片式传感器应变：在在 x=r x=r 处，处，t t=0，而，而 r r达到负的最大达到负的最大值，为中心处的两倍。值，为中心处的两倍。在膜片中心x=0时，有最大值本讲稿第十五页，共三十页2.筒式压力传感器（测较大压力）R2,R3R2,R3R2,R3R2,R3为温度补偿片为温度补偿片(注意径向和切向均为拉应力。)圆周方向应变：轴向应变：本讲稿第十六页，共三十页3.其它压力传感器本讲稿第十七页，共三十页压力

7、弹性元件图波登管波登管 本讲稿第十八页，共三十页膜片膜片 波纹管 膜盒膜盒 本讲稿第十九页，共三十页(三)应变式扭矩传感器应变片在圆周均布,与轴线成45454545。MnMn本讲稿第二十页，共三十页(四)应变式加速度传感器 测量时，基座固定在振动体上。振动加速度使质量块产生惯性力，悬臂梁则相当于惯性系统中的弹簧，在惯性力的作用下产生弯曲变形。因此，梁的应变在一定的频率范围内与振动体的加速度成正比。原理图原理图 结构图结构图 本讲稿第二十一页，共三十页(五)应变式位移传感器如悬臂梁式如悬臂梁式,两端固定梁和弓形梁式位移传感器。LL0本讲稿第二十二页，共三十页(六)流量传感器(靶式流量计)如靶(一

8、种节流装置)是圆形是圆形,则 流量系数(圆靶的=1.82)fQDd本讲稿第二十三页，共三十页第二节 压阻式电阻传感器一、压阻效应半导体受到应力作用时，其电阻率会发生变化的现象称为压阻效应压阻效应。二、类型和特点二、类型和特点有半导体应变式传感器和扩散型压阻式传感器两类。优点：灵敏度非常高，分辨率高，频响高，可测低频加速度与优点：灵敏度非常高，分辨率高，频响高，可测低频加速度与直线加速度。直线加速度。缺点：温度误差大。缺点：温度误差大。本讲稿第二十四页，共三十页三、温度误差和补偿三、温度误差和补偿四、压阻式传感器举例四、压阻式传感器举例（一）半导体应变式传感器（一）半导体应变式传感器 可忽略可忽略（二）压阻式压力传感器（二）压阻式压力传感器（三）压阻式加速度传感器（三）压阻式加速度传感器本讲稿第二十五页，共三十页磅秤磅秤超市打印秤超市打印秤电子秤电子秤本讲稿第二十六页，共三十页电子天平的精度电子天平的精度可达十万分之一可达十万分之一电子天平电子天平本讲稿第二十七页，共三十页人体秤人体秤 吊钩秤吊钩秤 应变式数显扭矩扳手应变式数显扭矩扳手本讲稿第二十八页，共三十页电阻应变仪电阻应变仪本讲稿第二十九页，共三十页材料应变的测量材料应变的测量斜拉桥上的斜拉绳应斜拉桥上的斜拉绳应变测试变测试 本讲稿第三十页，共三十页