2022年电阻应变式称重传感器基础知识3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 电阻应变式称重传感器基础学问（一）1.电阻应变式称重传感器等工作原理电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件,敏锐梁） 在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也伴同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化（增大或减小）,再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流）,从而完成了将外力变换为电信号的过程；由此可见, 电阻应变片、 弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不行缺少的几个主要部分；下面就这三方面简要论述；一、电阻应变片电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底

2、上,即成为一片应变片；他的一个重要参数是灵敏系数 K；我们来介绍一下它的意义；设有一个金属电阻丝,其长度为L,横截面是半径为r 的圆形,名师归纳总结 其面积记作 S,其电阻率记作 ,这种材料的泊松系数是 ；当第 1 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 这根电阻丝未受外力作用时,它的电阻值为 R：R = L/S（ ） （21）当他的两端受 F 力作用时, 将会伸长, 也就是说产生变形； 设其 伸长 L,其横截面积就缩小, 即它的截面圆半径削减 r；此外,仍可用试验证明, 此金属电阻丝在变形后, 电阻率也会有所转变,记作 ；对式（ 2-1）求全

3、微分,即求出电阻丝伸长后,他的电阻值转变 了多少；我们有： R = L/S + L /S S L/S2 （22）用式（ 2-1）去除式（ 2-2）得到 R/R = /+ L/L S/S （23）另外,我们知道导线的横截面积 所以 S/S = 2 r/r （24）从材料力学我们知道S = r2,就 s = 2 r* r,名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - r/r = - L/L （25）其中,负号表示伸长时,半径方向是缩小的； 是表示材料横向效应泊松系数；把式（24）（25）代入（ 2-3）,有 R/R = / + L/

4、L + 2 L/L=（1 + 2 （ / ）/（L/L ）* L/L= K * L/L （2-6）其中K = 1 + 2 +（ / ）/（ L/L ）（ -）式（2-6）说明白电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系；需要说明的是：灵敏度系数K 值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质打算的一个常数,它和应变片的外形、尺寸大小无关,不同的材料的 K 值一般在 1.73.6 之间；其次 K 值是一个无因 次量,即它没有量纲；在材料力学中 L/L 称作为应变,记作 ,用它来表示弹性往往名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 -

5、- - - - - - - - 显得太大,很不便利经常把它的百万分之一作为单位,记作 ；这样,式（ -）常写作： R/R = K 28 二、弹性体弹性体是一个有特别外形的结构件；它的功能有两个, 第一是它承担称重传感器所受的外力,对外力产生反作用力,达到相对静平稳；其次,它要产生一个高品质的应变场（区）,使粘贴在此区的电阻应变片比较抱负的完成应变枣电信号的转换任务；以托利多公司的 SB 系列称重传感器的弹性体为例,来介绍一下其中的应力分布；设有一带有肓孔的长方体悬臂梁；肓孔底部中心是承担纯剪应力,但其上、 下部分将会显现拉伸和压缩应力；主应力方向一为拉神,一为压缩,如把应变片贴在这里,就应变片上半部将受拉伸而阻值增加,而应变片的下半部将受压缩,阻值削减；下面列出肓孔底部中心点的应变表达式,而 不再推导； = （3Q（1+ ）/2Eb）*（B（H2-h2）+bh2）/ （B（H3-h3）名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - +bh3） （2-9）其中： Q-截面上的剪力； E-扬氏模量： 泊松系数； B、b、H、h为梁的几何尺寸；需要说明的是,上面分析的应力状态均是“ 局部” 情形,而应变片实际感受的是“ 平均” 状态；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页