电阻应变计式传感器.ppt

ResistiveStrainGaugeSensors2.1电阻应变计的基本原理结构和应用（2-2）在弹性范围内，金属丝受拉力时，沿轴向伸长，沿径向缩短，轴向应变和径向应变的关系可表示为：（2-4）以结构尺寸变化为主，对金属或合金,一般Ko=Km=1.8～4.8。（2-5）2.1.2、电阻应变计的类型与结构结构(组成)：金属箔式半导体应变计2.1.3、电阻应变计的应用
1、应变计的选用
（1）选择类型——使用目的、要求、对象、环境等
（2）材料考虑——使用温度、时间、最大应变量及精度
（3）阻值选择——根据测量电路和仪器选定标称电阻
（4）尺寸考虑——试件表面、应力分布、粘贴面积
（5）其他考虑——特殊用途、恶劣环境、高精度

2、应变计的使用
（1）粘结剂的选择
通常在室温工作的应变片多采用常温、指压固化条件的粘结剂如聚脂树脂、环氧树脂类。
（2）应变计的粘贴
①准备——试件和应变片；②涂胶；③贴片；④复查；⑤接线；⑥防护。

εx标定情况下：3、机械滞后-----回差

2.2.2动态特性1、※对正弦信号的响应而栅长L范围〔xt±（L/2）〕内的平均应变为:b---应变波通过栅长的理论响应特性2.3电阻应变计的温度效应及其补偿（2-9）（2-10）图2.3双丝半桥式热补偿应变计图2.4补偿块半桥热补偿应变计图2.5差动电桥法2.5测量电路2、应变电桥2.5.2直流电桥及其输出特性代入ΔR：对单臂，R1为应变片，可简写为：2、非线性特性
从上述各式可看出，只有ΔR很小时，桥路的输出才为线性采用金属应变计，减小ΔR，在一定精度条件下可免去补偿措施由于供桥电源为交流电源，引线分布电容使得二桥臂应变片呈现复阻抗特性，即相当于两只应变片各并联了一个电容。交流电桥输出：变形为：2、交流电桥调平衡交流电桥平衡条件：2.6.2.应变计式传感器有两个功能：1、承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡。2、它要产生一个高品质的应变区，使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变电信号转换。检测电路：
电阻应变计把机械应变转换成ΔR/R后，应变电阻变化一般都很微小，例如传感器的应变片电阻值120Ω，灵敏系数K=2，弹性体在额定载荷作用下产生的应变为1000ε，应变电阻相对变化量为：
ΔR/R=K*ε=2*1000*10ˉ6=0.002
可以看出电阻变化只有0.24Ω，其电阻变化率只有0.2%。
这样小的电阻变化既难以直接精确测量，又不便直接处理。因此，必须采用转换电路，把应变计的ΔR/R变化转换成电压或电流变化。通常采用惠斯登电桥电路实现这种转换。根据电源的不同，电桥分直流电桥和交流电桥。圆柱（筒）式力传感器
（a）柱式；（b）筒式；（c）圆柱面展开图；（d）桥路连线图RSS02A拉压力传感器
用途与特点※采用柱式结构梁,抗偏载、长期稳定性好。※全部外螺纹连接，方便安装。※用于电子衡器、起吊装备及各类力值的测量与控制。
技术参数：额定载荷0～10～200t拉压力传感器
RSS01系列传感器采用悬臂剪切结构，具有测量精度高、防尘好、安装容易、使用方便等特点。
应用领域：各种电子汽车衡、单轨吊称、料斗称等.拉压力传感器实例汽车衡系统组成
电子汽车衡系统标准配置由秤台、称重传感器和称重显示部分（包括称重显示仪表、接线盒和信号电缆）三大基本单元组成，根据用户的不同需要可选购其它外接设备以组成各种配置，包括：计算机、打印机、大屏幕显示器、电源浪涌.在称重传感器的弹性上贴着应变计，应变计组成应变电桥，传感器装在承重台各个承重点下方，并将各自电缆在接线盒里并联。当汽车开到承重台上时，承重台将其所受到的力加到称重传感器上，使应变电桥输出电信号。此电信号经线性放大后给A/D转换器，A/D转换器把模拟量转换成数字量，然后送给微处理机去处理，处理后的数据送显示器显示，同时送打印机打印，车号，货物的种类，都可以通过键盘输送给微处理机并送到显示器显示。
（2）.环式力传感器轮辐式传感器
应用领域：轴量秤、仓储秤、试验机。梁结构梁力式传感器
等强度梁弹性元件是一种特殊形式的悬臂梁。梁的固定端宽度为b0，自由端宽度为b，梁长为L，粱厚为h。主要用来测量流动介质的动态或静态压力（压强）。
应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式弹性元件。
在压力p作用下，膜片产生径向应变εr和切向应变εt，表达式分别为：（1）膜片式压力传感器
工作应变计R1、R3沿筒外壁周向粘贴，温度补偿应变计R2、R4贴在筒底外壁，并接成全桥。当应变筒内壁感受压力P时，筒外壁的周向应变为：
(2-39)则由受压弹性元件(膜片、膜盒或波纹管)和应变弹性元件(如各种梁)组合而成。前者承受压力，后者粘贴应变计。两者之间通过传力件传递压力作用。这种结构的优点是受压弹性元件能对流体高温、腐蚀等