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电阻应变式传感器在工程上的应用有哪些

网友发布 2023-07-31 07:52 · 头闻号仪器机械

把电阻做成贴片,四片相同阻值的贴片分别两横两竖地,贴在几何尺寸均匀的金属弹性体的表面上,它们组成一个全桥式测量电路,电桥的输入端接上恒定的直流电源,输出端就是金属体受力时的输出信号了。这种桥式测量电路,可以灵敏地测量极微小的电阻变化。当物体放于秤盘上,弹性体受物体重力的作用,弹性体便产生弹性形变,粘在其表面的电阻应变片随其同步地变形,因而改变了它们的电阻值,电阻应变片的长度l,截面积s,电阻率p均随之发生变化。由于电阻应变片组成的桥式电路是平衡的,电阻应变片的电阻变化会引起电桥的不平衡,从而输出电压信号,该信号与物体的质量m成正比。通过弹性元件,电阻应变片和测量电路从而实现了电信号间的线性转变。该信号经放大电路放大输出到a/d转换器,转换成便于处理的数字信号输出到cpu运算控制。cpu不断扫描键盘和各种功能开关,根据键盘命令以及程序将这种结果输出到显示器,直至显示这种结果。

电阻应变片的温度补偿方法通常有应变片自补偿法和桥路补偿法两类。

应变片自补偿法师通过精心选配敏感栅材料与结构参数,使得当温度变化时,产生的附加应变为零或相互抵消。具体可包括单丝自补偿法和双丝组合式自补偿法。

桥路补偿法:如下图所示电桥,其中R1为工作应变片,R2为补偿应变片。工作应变片贴在被测试件表面上,R2粘贴在一块与试件材料完全相同的补偿块上,不承受应变,自由的放在试件上或附近。

当温度发生变化时,R1和R2的电阻都发生变化,由于温度变化相同,且R1、R2为相同应变片,所以R1、R2的电阻变化相同,这时电桥输出不受影响,即是说电桥的输出与温度变化无关,只与被测应变有关,从而起到温度补偿的作用。

电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成,可根据具体测量要求设计成多种结构形式。

弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形,并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化,从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。

扩展资料:

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。

测振时,把它固定在被测物上,使仪器的外壳与结构物仪器振动,直接测量的是质量块相对于外壳的振动。应变式加速度计是将电阻应变效应与系统惯性力原理良好的组合,在实际的测试工作中具有很好的应用性。

在一些电子产品中,会用到一些正温度系数和负温度系数的电子元件,以电阻为例正温度系数的随温度升高,电阻值升高,负温度系数的正好相反。

应用中,比如做一块传感器,如果单用一种温度系数的元件,误差相对会比较大,如果用正负温度系数的元件相结合,正好正负相平衡,误差相对会比较小。

百度百科--电阻应变式传感器

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