电阻应变式传感器与其应用ppt课件.ppt

第2章电阻应变式传感器及应用掌握重点：
工作原理:被测量⇒应变()⇒电阻变化(R)
电阻应变片的特性
测量电路
典型应用2.1应变式传感器式中二、应变计的结构与分类应变计的分类图2.3图2.4几种箔式应变计薄膜应变片：2.1.2金属电阻应变片主要特性在大应变下具有较大的非线性；
输出信号较微弱，抗干扰能力较差；
应变式传感器的性能在很大程度上取决于应变计的性能。二、应变计的灵敏度系数三、应变计的横向效应四、应变计的动态特性五、应变计的其他特性参数2.1.3温度误差及其补偿2.1.3温度误差及其补偿2.1.3温度误差及其补偿②工作片、补偿片贴在同一试件上，但补偿片不受力作用。辅助测温元件微型计算机补偿法应变计自补偿法应变计自补偿法2.1.4电阻应变式传感器测量电路2.1.4电阻应变式传感器测量电路2.1.4电阻应变式传感器测量电路当有ΔR1时,电桥输出电压为电桥电压U一定时,n应取何值,电桥灵敏度最高？等臂电桥是其中的一个特例,这时有：应变式传感器常采用的为全等臂电桥，根据桥臂上应变片布置情况全等臂直流电桥又分为单臂、双臂、全桥情况：(2)双臂电桥(3)全臂电桥输出电压的特性方程为：2.2压阻式传感器2.2.1半导体的压阻效应对半导体材料而言，πlE>>(1+μ)，故(1+μ)项可以忽略上一页2.3应变式传感器应用2.3.1、应变式测力与称重传感器一、柱（筒）式力传感器一般将应变计对称地贴在应力均匀的圆柱表面的中间部分温度补偿
提高灵敏度二、悬臂梁式传感器如何粘贴应变计？应变片桥路连接方法及信号输出:悬臂梁式传感器一般可测0.5kg以下的载荷,最小可测几十克重。悬臂梁式传感器也可达到很大的量程,如钢制工字悬臂梁结构传感器量程为0.2～30t,精度可达0.02%FS。悬臂梁式传感器具有结构简单、应变计容易粘贴,灵敏度高等特点。
三.环式传感器
圆环式传感器弹性元件的结构,如图2.28所示。a)为拉力环,(b)为压力环。环式常用于测几十千克以上的大载荷,与柱式相比,它的特点是应力分布变化大,且有正有负,便于接成差动电桥。
表2.1几种应变式测力与称重传感器的性能2.3.2、应变式压力传感器2.3.2、应变式压力传感器二.膜片式压力传感器
该类传感器的弹性敏感元件为一周边固定的圆形金属平膜片。当膜片一面受压力p作用时,膜片的另一面(应变计粘贴面)上的径向应变εr和切向应变εt为
式中,R为平膜片工作部分半径，h为平膜片厚度，E为膜片的弹性模量，μ为膜片的泊松系数，x为任意点离圆心的径向距离。在膜片中心即x=0处,εr和εt均达到正的最大值,即
三.组合式压力传感器
组合式压力传感器,如图2.31所示,通常用于测量小压力。波纹膜片、膜盒、波纹管等弹性敏感元件感受压力后,推动推杆使梁变形。电阻应变计粘贴于梁的根部感受应变。2.3.3、应变式加速度传感器工作原理：
膜片两边存在压力差时，膜片产生变形，膜片上各点产生应力。
四个电阻在应力作用下，阻值发生变化，电桥失去平衡，
输出相应的电压，电压与膜片两边的压力差成正比。

四个电阻的配置位置：
按膜片上径向应力σr和切向应力σt的分布情况确定。例题：一台采用等强度梁的电子称，在梁的上下两面各贴有两片电阻应变片，做成称重传感器，如图2-12（见教材，附下）所示。已知l=10mm，b0=11mm，h=3mm，E=2.1×104N/mm2，K=2，接入直流四臂差动电桥，供桥电压6V，求其电压灵敏度(Ku=U0/F)。当称重0.5kg时，电桥的输出电压U0为多大?解：等强度梁受力F时的应变为