第2章电阻式传感器应变式PPT讲稿.ppt

《第2章电阻式传感器应变式PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章电阻式传感器应变式PPT讲稿.ppt（82页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第2章电阻式传感器应变式第1页，共82页，编辑于2022年，星期一 电阻式传感器电阻式传感器开尔文(Load Kelvin)发现电阻效应西蒙斯(Simmons)和鲁奇(Ruge)发明了现今的金属应变片史密斯(C.S.Smith)发现了半导体材料的硅、锗的压阻效应半导体应变片的发现集成化、微型化及智能化使传感器可能金属材料在压力金属材料在压力和张力的作用下和张力的作用下会发生电阻变化会发生电阻变化第2页，共82页，编辑于2022年，星期一电阻式传感器电阻式传感器电阻式：电阻式：（电位计）（电位计）应变式：应变式：物理量变化物理量变化电阻变化电阻变化传感元件传感元件属于大电阻变化型，属于大电阻变化

2、型，R：0R传传物理量变化物理量变化变形变形（应力、应变）（应力、应变）敏感元件敏感元件属于微电阻变化型，属于微电阻变化型，R：020%R传传传感元件传感元件电阻变化电阻变化补充补充重点重点被测量被测量应变应变()电阻变化电阻变化(R)电位器是具有三个电位器是具有三个引出端、阻值可按引出端、阻值可按某种变化规律调节某种变化规律调节的电阻元件的电阻元件 第3页，共82页，编辑于2022年，星期一各种悬臂梁各种悬臂梁第4页，共82页，编辑于2022年，星期一FF固定点固定点固定点固定点电缆电缆各种悬臂梁各种悬臂梁第5页，共82页，编辑于2022年，星期一应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置应变

3、式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置FR1R2 R4第6页，共82页，编辑于2022年，星期一人体秤人体秤 第7页，共82页，编辑于2022年，星期一第8页，共82页，编辑于2022年，星期一应变式数显扭矩扳手应变式数显扭矩扳手 可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造和家用可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造和家用电器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭矩。量程电器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭矩。量程2500N.m，耗电量，耗电量10mA，有公制，有公制/英制单位转换、峰值保持、英制单位转换、峰值保持、自动断电等功能。自动断电等功能。第9页，共82页，编辑于2022年，星期一讨论，设

4、计一个地音入侵探测器讨论，设计一个地音入侵探测器适合于金库、仓库、古建筑的防范，挖墙、打洞、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。爆破等破坏行为均可及时发现。第10页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1应变式传感器2.1.1 工作原理工作原理2.1.2 金属应变片的主要特性2.1.3 测量电路2.1.4 应变式传感器应用第11页，共82页，编辑于2022年，星期一 金金属属电电阻阻应应变变片片的的工工作作原原理理是是利利用用金金属属材材料料的的电电阻阻定定律律。当当应应变变片片的的结结构构尺尺寸寸发发生生变变化化时时，其其电电阻阻也也发发生生相相应应的的

5、变变化化。下下面面介介绍绍应应变变片片电阻变化与应变的关系。电阻变化与应变的关系。金属导体的电阻为金属导体的电阻为 （2.1.1）式中：式中：为金属导线电阻率（为金属导线电阻率（）；）；l金属丝长（金属丝长（m）；A金属丝的横截面积（金属丝的横截面积（，）；）；d金属丝直径（金属丝直径（m）。）。2.1.1工作原理1.金属的电阻应变效应第12页，共82页，编辑于2022年，星期一如如如如果果果果对对对对电电电电阻阻阻阻丝丝丝丝长长长长度度度度作作作作用用用用均均均均匀匀匀匀应应应应力力力力，则则则则、L L、A A的的的的变变变变化化化化(d d、d dL L、d dA A)将将将将引引引引起

6、起起起电电电电阻阻阻阻R R变变变变化化化化d dR R ，d dR R可可可可通通通通过过过过对对对对上上上上式式式式的的的的全全全全微微微微分分分分求得：求得：求得：求得：2.1.1工作原理1.金属的电阻应变效应第13页，共82页，编辑于2022年，星期一电阻的灵敏系数对于半径为r的圆导体，A=r2，A/A=2r/r又由材料力学可知，在弹性范围内，为导体的纵向应变，其数值一般很小，常以微应变度量；为电阻丝材料的泊松比，一般金属=0.30.5；为压阻系数，与材质有关；为应力值；E为材料的弹性模量；（2.1.2）（2.1.3）第14页，共82页，编辑于2022年，星期一金属电阻的灵敏系数材料的

7、几何尺寸变化引起的材料的电阻率随应变引起的（压阻效应）金属材料：k0以前者为主，则k01+2=1.73.6半 导 体：k0值主要是由电阻率相对变化所决定（2.1.4）（2.1.5）第15页，共82页，编辑于2022年，星期一2.应变片的基本结构与种类敏感栅直径为0.025mm左右的合金电阻丝丝绕式基底绝缘覆盖层保护位移、力、力矩、加速度、压力弹性敏感元件 应变 外力作用被测对象表面产生微小机械变形应变片敏感栅随同变形电阻值发生相应变化 应变片第16页，共82页，编辑于2022年，星期一应变片的类型和材料金属丝式金属箔式金属薄膜式回线式短接式 第17页，共82页，编辑于2022年，星期一一、金属

8、丝式应变片一、金属丝式应变片 金属丝式应变片的敏感栅由金属丝绕制而成。金属丝材料为电金属丝式应变片的敏感栅由金属丝绕制而成。金属丝材料为电阻率大而电阻温度系数小的材料。丝式应变片的规格一般以使用面阻率大而电阻温度系数小的材料。丝式应变片的规格一般以使用面积（积（Lb）和敏感栅的电阻值来表示。阻值一般在）和敏感栅的电阻值来表示。阻值一般在501000范围范围内，常用的为内，常用的为120。目前，常用的金属电阻应变片主要有：目前，常用的金属电阻应变片主要有：金属丝式应变片、金属丝式应变片、箔式应变片、及金属薄膜应变片等结构形式。箔式应变片、及金属薄膜应变片等结构形式。第18页，共82页，编辑于20

9、22年，星期一金属丝式应变片 金属电阻丝应变片的基本结构 1-基片；2-电阻丝；3-覆盖层；4-引出线 第19页，共82页，编辑于2022年，星期一金属电阻应变片的基本结构如图2.1.2所示。图2.1.2 应变式电阻传感器的结构原理示意图1.敏感珊 2.基底和盖片 3.粘合剂 4.引线 L-敏感栅长度 b-敏感栅宽度金属丝式应变片第20页，共82页，编辑于2022年，星期一金属电阻应变片，材料电阻率随应变产生的变化很小，可忽略金属电阻应变片，材料电阻率随应变产生的变化很小，可忽略 应变片电阻的相对变化与应变片纵向应变成正比，应变片电阻的相对变化与应变片纵向应变成正比，并且对同一电阻材料，并且对

10、同一电阻材料，K0=1+2是常数。是常数。其灵敏度系数多在其灵敏度系数多在1.73.6之间。之间。（2.1.6）第21页，共82页，编辑于2022年，星期一金属箔式应变片在绝缘基底上，将厚度为0.0030.01mm电阻箔材，利用照相制板或光刻腐蚀的方法，制成适用于各种需要的形状箔式应变片 第22页，共82页，编辑于2022年，星期一优点：（1）尺寸准确，线条均匀，适应不同的测量要求，（2）可制成多种复杂形状尺寸准确的敏感栅（3）与被测试件接触面积大，粘结性能好。散热条件好，允许电流大，灵敏度提高。（4）横向效应可以忽略。（5）蠕变、机械滞后小，疲劳寿命长。缺点：电阻值的分散性大阻值调整第23页

11、，共82页，编辑于2022年，星期一金属薄膜应变片l采用真空蒸发或真空沉积等方法在薄的绝缘基片上形成厚度在0.1m以下的金属电阻材料薄膜敏感栅，再加上保护层，易实现工业化批量生产l优点：应变灵敏系数大，允许电流密度大，工作范围广，易实现工业化生产l问题：难控制电阻与温度和时间的变化关系第24页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1应变式传感器2.1.1 工作原理2.1.2 2.1.2 金属应变片的主要特性金属应变片的主要特性2.1.3 测量电路2.1.4 应变式传感器应用第25页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1.2金属应变片的主要特性（一）灵敏系数（二）横向效应（三）温度误差及其

12、补偿第26页，共82页，编辑于2022年，星期一应变片的电阻值Rl应变片在未经安装也不受外力情况下，于室温下测得的电阻值l电阻系列：60、120、200、350、500、1000可以加大应变片承受电压，电阻值大输出信号大，敏感栅尺寸也增大第27页，共82页，编辑于2022年，星期一（一）灵敏系数“标称灵敏系数标称灵敏系数”：受轴向单向力（拉或压），试件材料：受轴向单向力（拉或压），试件材料为泊松系数为泊松系数=0.285的钢等。一批产品中只能抽样的钢等。一批产品中只能抽样5的的产品来测定，取平均值及允许公差值。产品来测定，取平均值及允许公差值。粘结层传递变形失真还存在有横向效应 原因：电阻应变

13、片的灵敏系数电阻应变片的灵敏系数k 电阻丝的灵敏系数电阻丝的灵敏系数k0 粘结层传递变形失真粘结层传递变形失真还存在有横向效应还存在有横向效应 原因：原因：（2.1.7）第28页，共82页，编辑于2022年，星期一（二）横向效应敏感栅是由多条直线和圆弧部分组成直线段：沿轴向拉应变x，电阻圆弧段：沿轴向压应度y 电阻 K (箔式应变片)l lyxy第29页，共82页，编辑于2022年，星期一横向效应 应应变变片片的的横横栅栅部部分分将将纵纵向向丝丝栅栅部部分分的的电电阻阻变变化化抵抵消消了了一一部部分分，从从而而降降低低了了整整个个电电阻阻应应变变片片的的灵灵敏敏度度，带带来来测测量量误误差差，

14、其其大大小小与与敏敏感感栅栅的的构构造造及及尺尺寸有关寸有关。敏感栅的纵栅愈窄、愈长，而横栅愈宽、愈短，则横向效应的影响愈小。第30页，共82页，编辑于2022年，星期一（三）温度误差及其补偿1、试试件件材材料料的的线线膨膨胀胀引引起起的的误误差差。当温度变化t时，因因试试件件材材料料和和敏敏感感栅栅材材料料的的线线膨膨胀胀系系数数不不同同，应变片将产生附加拉长（或压缩），引起的电阻相对变化。（2.1.14）应变丝长度l0,试件膨胀系数应变丝膨胀系数应变丝膨胀系数小于试件时，应变丝被迫从应变丝膨胀系数小于试件时，应变丝被迫从lT1拉长至拉长至lT2，从而从而使应变丝产生附加变形，附加应变和附加

15、电阻。使应变丝产生附加变形，附加应变和附加电阻。第31页，共82页，编辑于2022年，星期一（三）温度误差及其补偿2、敏感栅电阻随温度的变化引起的误差。当环境温度变化T 时，敏感栅材料电阻温度系数为，则引起的电阻相对变化为其中其中（2.1.9）第32页，共82页，编辑于2022年，星期一相应的虚假应变输出为可得由于温度变化而引起的总电阻变化为（2.1.15）（2.1.16）第33页，共82页，编辑于2022年，星期一温度补偿 单丝自补偿法 自补偿法 组合式自补偿法 线路补偿法电桥补偿法、热敏电阻温度补偿 第34页，共82页，编辑于2022年，星期一 电桥补偿法电桥补偿法 U0R1R4R3URb

16、FFR1Rb（2.1.17）（2.1.18）工作应变片补偿应变片第35页，共82页，编辑于2022年，星期一电桥补偿法l优点：简单、方便，在常温下补偿效果较好l缺点：在温度变化梯度较大的条件下，很难做到工作片与补偿片处于温度完全一致的情况，因而影响补偿效果。第36页，共82页，编辑于2022年，星期一应变片的自补偿法l粘贴在被测部位上的是一种特殊应变片，当温度变化时，产生的附加应变为零或相互抵消，这种应变片称为温度自补偿应变片。利用这种应变片来实现温度补偿的方法称为应变片自补偿法。la.选择式自补偿应变片lb.双金属敏感栅自补偿应变片 第37页，共82页，编辑于2022年，星期一a.选择式自补

17、偿应变片优点：容易加工，成本低，缺点：只适用特定试件材料，温度补偿范围也较窄。由式由式(2.1.16)可知，实现温度补偿的条件为可知，实现温度补偿的条件为 当被测试件的线膨胀系数当被测试件的线膨胀系数g已知时，通过选择敏感栅材料，已知时，通过选择敏感栅材料，使下式成立使下式成立 (2.1.21)即可达到温度自补偿的目的。即可达到温度自补偿的目的。第38页，共82页，编辑于2022年，星期一R1R2组合自补偿法b.双金属敏感栅自补偿应变片敏感栅丝由两种不同温度系数的金属丝串接组成 选用两者具有不同符号的电阻温度系数调整R1和R2的比例，使温度变化时产生的电阻变化满足 通过调节两种敏感栅的长度来控

18、制应变片的温度自补偿，可达0.45m/的高精度(2.1.22)第39页，共82页，编辑于2022年，星期一热敏电阻补偿T KRtUiR1RR4R3U0R2RtR5 分流电阻 UURt U=Ui-URtK第40页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1应变式传感器2.1.1 工作原理2.1.2 金属应变片的主要特性2.1.3 测量电路测量电路2.1.4 应变式传感器应用第41页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1.3电阻应变片的测量电路1 1 直流电桥直流电桥2 2 非线性误差及其补偿非线性误差及其补偿 第42页，共82页，编辑于2022年，星期一1.直流电桥l直流电桥的工作原理 时电桥

19、平衡平衡条件:R1R4=R2R3 R1/R2=R3/R4 R1+R1R2R4R3UILRL第43页，共82页，编辑于2022年，星期一不平衡直流电桥的工作原理及灵敏度当电桥后面接放大器时,电桥输出端看成开路.电桥的输出式为：应变片工作时，其电阻变化应变片工作时，其电阻变化R 第44页，共82页，编辑于2022年，星期一采用等臂电桥，即采用等臂电桥，即R1=R2=R3=R4=R。此时式。此时式(2.1.24)可写为可写为当当Ri R (i=1,2,3,4)时，略去上式中的高阶微量，则时，略去上式中的高阶微量，则 第45页，共82页，编辑于2022年，星期一上式表明：Ri R时，电桥的输出电压与应

20、变成线性关系。时，电桥的输出电压与应变成线性关系。若若相相邻邻两两桥桥臂臂的的应应变变极极性性一一致致，即即同同为为拉拉应应变变或或压压应应变变时时，输输出出电电压压为为两者之差；若相邻两桥臂的应变极性不同，则输出电压为两者之和。两者之差；若相邻两桥臂的应变极性不同，则输出电压为两者之和。若相对两桥臂应变的极性一致，输出电压为两者之和；反之则为两者之差。若相对两桥臂应变的极性一致，输出电压为两者之和；反之则为两者之差。第46页，共82页，编辑于2022年，星期一上式表明：电电桥桥供供电电电电压压U越越高高，输输出出电电压压U0越越大大。但但是是，当当U大大时时，电电阻阻应应变变片片通通过过的的

21、电电流流也也大大，若若超超过过电电阻阻应应变变片片所所允允许许通通过过的的最最大大工工作作电电流流，传传感感器就会出现蠕变和零漂。器就会出现蠕变和零漂。增大电阻应变片的灵敏系数增大电阻应变片的灵敏系数K，可提高电桥的输出电压。，可提高电桥的输出电压。第47页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1.3电阻应变片的测量电路1 1 直流电桥直流电桥2 2 非线性误差及其补偿非线性误差及其补偿 第48页，共82页，编辑于2022年，星期一单臂电桥，即R1桥臂变化R，理想的线性关系 实际输出电压实际输出电压 电桥的相对非线性误差为电桥的相对非线性误差为 2.非线性误差及其补偿实际的非线性特性曲线与理

22、想的线性特性曲线的偏差称为绝对非实际的非线性特性曲线与理想的线性特性曲线的偏差称为绝对非线性误差；绝对非线性误差与理想的线性特性曲线的比称为线性误差；绝对非线性误差与理想的线性特性曲线的比称为相对非线性误差。相对非线性误差。第49页，共82页，编辑于2022年，星期一电压灵敏度灵敏度是电桥测量技术的一个重要指标，电桥的灵敏度可以用电桥测量臂的单位相对变化量引出输出端电压或电流的变化来表示，即：Sv=Uo/(R/R)或Si=Io(R/R)若电桥四桥臂中只有一个为应变片R1，在外力的作用下，电桥输出电压为2.非线性误差及其补偿第50页，共82页，编辑于2022年，星期一电压灵敏度设桥臂比n=R2/

23、R1,有：电桥电压灵敏度2.非线性误差及其补偿第51页，共82页，编辑于2022年，星期一2）电压灵敏度）电压灵敏度电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压电压灵敏度是电压灵敏度是n的函数，的函数，n=1时，时，Sv最大最大 2.非线性误差及其补偿第52页，共82页，编辑于2022年，星期一当供桥电压当供桥电压当供桥电压当供桥电压Ui Ui 确定后，由确定后，由确定后，由确定后，由 求求求求得得得得n=1n=1n=1n=1时时时时，S S S SV V V V为为为为最最最最大大大大。即即即即：在在在在当当当当供供供供桥桥桥桥电电电电压压压压UiUiUiUi确确确确定定

24、定定后后后后，当当当当R R R R1 1 1 1=R=R=R=R2 2 2 2、R R R R3 3 3 3=R=R=R=R4 4 4 4 时，电桥的灵敏度最高。时，电桥的灵敏度最高。时，电桥的灵敏度最高。时，电桥的灵敏度最高。第53页，共82页，编辑于2022年，星期一结论：当供桥电压和电阻相对变化一定时，电桥的输出电压及结论：当供桥电压和电阻相对变化一定时，电桥的输出电压及结论：当供桥电压和电阻相对变化一定时，电桥的输出电压及结论：当供桥电压和电阻相对变化一定时，电桥的输出电压及其灵敏度也是定值，且与各桥臂阻值大小无关。其灵敏度也是定值，且与各桥臂阻值大小无关。其灵敏度也是定值，且与各桥

25、臂阻值大小无关。其灵敏度也是定值，且与各桥臂阻值大小无关。此时，可分别简化为此时，可分别简化为此时，可分别简化为此时，可分别简化为 ：第54页，共82页，编辑于2022年，星期一减小非线性误差采用的措施为：电桥的基本类型根据电桥工作臂的组合不同，分为三种工作方式：半桥单臂、半桥双臂以及全桥。半桥单臂若电桥四桥臂中只有一个为应变片，在外力的作用下，电桥输出电压为第55页，共82页，编辑于2022年，星期一减小非线性误差采用的措施为：电桥的基本类型根据电桥工作臂的组合不同，分为三种工作方式：半桥单臂、半桥双臂以及全桥。半桥单臂若电桥四桥臂中只有一个为应变片，在外力的作用下，电桥输出电压为第56页，

26、共82页，编辑于2022年，星期一半桥单臂若电桥四桥臂中只有一个为应变片，在外力的作用下，电桥输出电压为存在非线存在非线性误差性误差第57页，共82页，编辑于2022年，星期一减小非线性误差采用的措施为：（1）采用半桥差动电桥 R1R2FU0R1R1R4R3UR2R2若电桥相邻的两个桥臂都接成应变片，其中一个受压，一个受拉。故电阻变化一个为增量，一个为减量，电桥输出为第58页，共82页，编辑于2022年，星期一R1R2R3R4=R，R1R2=R 严格的线性关系电桥灵敏度比单臂时提高一倍温度补偿作用第59页，共82页，编辑于2022年，星期一结结结结论论论论：U U0 0 与与与与 R R1 1

27、/R/R1 1 成成成成线线线线性性性性关关关关系系系系，差差差差动动动动电电电电桥桥桥桥无无无无非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差；电电电电压压压压灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度S SV V=E/E/2 2 ，比比比比使使使使用用用用单单单单只只只只应应应应变变变变片片片片提提提提高高高高了了了了一一一一倍。倍。倍。倍。第60页，共82页，编辑于2022年，星期一U0R1R1UR2R2R4R4R3R3全桥差动电路若电桥四个桥臂都接成应变片，设四个应变片电阻的变化量分别为 ，则相应的输出电压为第61页，共82页，编辑于2022年，星期一可可可可见见见见：全全全全桥桥桥桥差差差差动动动动电电电电

28、桥桥桥桥也也也也无无无无非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差；电电电电压压压压敏敏敏敏度度度度S SV V=E=E 是是是是使使使使用单只应变片的用单只应变片的用单只应变片的用单只应变片的4 4 4 4倍，比半桥差动提高了一倍。倍，比半桥差动提高了一倍。倍，比半桥差动提高了一倍。倍，比半桥差动提高了一倍。第62页，共82页，编辑于2022年，星期一由以上各式可见：由以上各式可见：半桥双臂的电桥灵敏度比半桥单臂的电桥灵敏度提高一倍；半桥双臂的电桥灵敏度比半桥单臂的电桥灵敏度提高一倍；全桥的灵敏度又比半桥双臂的电桥灵敏度提高一倍。全桥的灵敏度又比半桥双臂的电桥灵敏度提高一倍。并且在半桥双臂和全

29、桥电路中，应变片由于温度引起的阻值变化，并且在半桥双臂和全桥电路中，应变片由于温度引起的阻值变化，可以被补偿。可以被补偿。第63页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1应变式传感器2.1.1 工作原理2.1.2 金属应变片的主要特性2.1.3 测量电路2.1.4 应变式传感器应用应变式传感器应用第64页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1.4电阻应变式传感器的应用l应变式力传感器应变式力传感器l应变式压力传感器l应变式液体重量（或液位）传感器l应变式加速度传感器第65页，共82页，编辑于2022年，星期一电阻应变传感器是把应变片作为敏感元件来测量力、扭矩、加速度和压力等物理量的，测量

30、时，把应变片粘贴到传感器的受力结构，一般为弹性元件上，使应变片上的应变与被测量成比例，从而实现测量。2.1.4电阻应变式传感器的应用第66页，共82页，编辑于2022年，星期一柱柱式式力力传传感感器器1应变式力传感器（a）实心圆柱；（）实心圆柱；（b）空心圆筒；）空心圆筒；第67页，共82页，编辑于2022年，星期一(1)柱（筒）式力传感器上图为柱（筒）式力传感器，弹性敏感元件为实心或空上图为柱（筒）式力传感器，弹性敏感元件为实心或空心的柱体（截面积为心的柱体（截面积为S，材料弹性模量为，材料弹性模量为E），当柱体轴向），当柱体轴向受拉（压）力受拉（压）力F作用时，在弹性范围内，应力作用时，在

31、弹性范围内，应力 与应变与应变 成正成正比关系比关系=E 特点：结构简单、可承受很大载荷；特点：结构简单、可承受很大载荷；多种截面形状：实心截面、空心截面。多种截面形状：实心截面、空心截面。1应变式力传感器第68页，共82页，编辑于2022年，星期一R5R8R7R6R1R2R3R4R5R8R7R6R1R2R3R4UoUF第69页，共82页，编辑于2022年，星期一(2)梁式力传感器等截面梁 结构简单，易加工，灵敏度高适合于测5000N以下的载荷 b0R1R1R2R2l l0 0l lF Fb bh 等截面悬臂梁第70页，共82页，编辑于2022年，星期一b0R1R1R2R2X Xl lF Fb

32、 bh 等强度悬臂梁 第71页，共82页，编辑于2022年，星期一 双端固定梁第72页，共82页，编辑于2022年，星期一薄壁圆环式力传感器在外力作用下，各点的应力差别较大在外力作用下，各点的应力差别较大 第73页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1.4电阻应变式传感器的应用l应变式力传感器应变式力传感器l应变式压力传感器l应变式液体重量（或液位）传感器l应变式加速度传感器第74页，共82页，编辑于2022年，星期一2.应变式压力传感器trR4R3R1R2 UU0膜片P P r r t tR1R2 R3R4rrt t膜片式压力传感器 第75页，共82页，编辑于2022年，星期一筒式压力传

33、感器机床液压系统的压力（106107Pa），枪炮的膛内压力（108Pa），动态特性和灵敏度主要由材料的E值和尺寸决定 第76页，共82页，编辑于2022年，星期一组合式压力传感器应变片不直接粘贴在压力感受元件上压力敏感元件为膜片或膜盒、波纹管、弹簧管等 通常用于测量小压力。其缺点是固有频率低，不适于测量瞬态过程。第77页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1.4电阻应变式传感器的应用l应变式力传感器应变式力传感器l应变式压力传感器l应变式液体重量（或液位）传感器l应变式加速度传感器第78页，共82页，编辑于2022年，星期一3.容器内液体重量（液位）传感器第79页，共82页，编辑于2022

34、年，星期一液位传感器式中式中 A1、A2传感器的传输系数；传感器的传输系数；g 重力加速度重力加速度(m/s2)；被测溶液的密度被测溶液的密度(Kg/m3)。溶液重量溶液重量 式中式中 Q容器内感压膜上面溶液的重量容器内感压膜上面溶液的重量(N)；D柱形容器的截面积柱形容器的截面积(m2)。第80页，共82页，编辑于2022年，星期一2.1.4电阻应变式传感器的应用l应变式力传感器应变式力传感器l应变式压力传感器l应变式液体重量（或液位）传感器l应变式加速度传感器第81页，共82页，编辑于2022年，星期一4.应变式加速度传感器在低频（在低频（1060Hz）振动测量中得到广泛的应用）振动测量中得到广泛的应用,但不适用于频率较高的振动和冲击。但不适用于频率较高的振动和冲击。应变式加速度传感器结构示意图应变式加速度传感器结构示意图1等强度梁等强度梁 2质量块质量块 3壳体壳体 4电阻应变片电阻应变片End the 2.1第82页，共82页，编辑于2022年，星期一