2.1数字式电子秤的原理与设计教程.ppt

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1、任务二任务二 电阻式传感器的原理及应用电阻式传感器的原理及应用项目一项目一 数字式电子秤的原理与设计数字式电子秤的原理与设计【学习目标】【学习目标】（1）掌握应变效应的原理。（2）了解应变片的结构与材料。（3）理解应变片的测量转换电路。【知识准备知识准备】一、工作原理1.应变效应电阻丝导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应图 2-1电阻丝应变效应2.应变片的类型应变片可分为金属应变片及半导体应变片两类前者可分成金属丝、箔式、薄膜式三种 图2-2 电阻应变片（a）金属丝式（b）金属箔式 图2-3 箔式应变片优点：应变灵敏系数大，允许电流密

2、度大，工作范围广，易实现工业化生产问题：难控制电阻与温度和时间的变化关系 二、应变片的结构与材料 应变片是由敏感栅、基底、盖片和粘结剂等组成1基底；2-敏感栅；3-盖片；4-引线图2-4 金属电阻丝应变片的基本结构三、电阻应变片测量电路图2-5 电阻电桥电路 电桥平衡时 直流电桥的平衡条件为 双臂半桥形式电桥电路 R1、R2为应变片R3、R4为普通电阻。R1、R2两个应变片，一个感受拉应变、一个感受压应变，接在电桥的相邻两个臂，输出电压表示为：单臂半桥形式电桥电路 R1为应变片R2、R3、R4为普通电阻，输出电压表示为：全桥式电桥电路 R1、R2、R3、R4均为应变片。按对臂同性的原则（同为拉

3、应变或同为压应变）连接。四、测量电路的温度误差及补偿1温度误差产生的原因 一是温度变化引起应变片敏感栅的电阻变化及附加形变；二是试件材料的线膨胀系数的不同，使应变片产生附加应变2温度补偿方法（1）自补偿 利用自身具有补偿作用的应变片（称之为温度自补偿应变片）来补偿的。（2）桥路补偿优点：简单、方便，在常温下补偿效果好。缺点：在温度变化梯度较大的条件下，很难做到片工作与补偿片处于温度完全一致的情况，因而影响补偿效果。（3）调零电路 调节RP可使 R1与(RP/2+R5)、R2与(RP/2+R5)的并联结果之比R1/R2等于R4/R3，电桥趋于平衡，U0被预调到零位。图中的R5是用于减小调节范围的限流电阻。图图2-6 调零电路调零电路数字电子秤系统结构图2-7 数字电子秤系统方框图