电阻式传感器及其应用

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任务1 电位器电阻式传感器
• 2.1.2电位器传感器负载特性
• 电位器输出端接有负载电阻时，输出电压与负载大小的关系特性称为 负载特性。接有负载电阻RL的电位器如图2 -5所示，电位器输出电压 UL为
• 设电阻相对变化为r = Rx/Rmax，并设m=Rmax/RL, m称负载系数，则 上式可写成
• 根据弹性元件在传感器中的作用，可以分为两种类型:弹性敏感元件 和弹性支承。前者感受力、力矩、压力等被测参数，并通过它将被测 量变换为应变、位移等，也就是通过它把被测参数由一种物理状态转 换为另一种所需要的物理状态，故称为弹性敏感元件。
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任务2 弹性敏感元件
• 2. 2. 1弹性敏感材料的弹性特性
用下，它的位移量很小，所以往往用它的应变作为输出量，在它的表 面粘贴应变片，可以将应变进一步变换为电量。设轴的横截面积为A， 轴材料的弹性模量为E，材料的泊松比为μ，当等截面轴承受轴向拉 力或压力F时，轴向应变(有时也称为纵向应变) εx，为
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第四章 吊顶装饰施工技术
• 第一节 木龙骨吊顶施工技术 • 第二节 轻钢龙骨吊顶施工技术 • 第三节 铝合金龙骨吊顶施工技术
课题2 电阻式传感器及其应用
• 任务1 电位器电阻式传感器 • 任务2 弹性敏感元件 • 任务3 电阻应变式传感器 • 任务4 固态压阻式传式传感器及其应用
• 任务5 热电阻传感器 • 任务6 气敏和湿敏电阻传感器 • 任务7 电阻式传感器项目实训—热敏电阻制作的
电冰箱温度超标指示器
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任务1 电位器电阻式传感器
• 而理想空载特性为
• 由于m≠0,即RL不是无限大，使负载特性与空载特性之间产生偏差。 图2 -6是对不同m的负载特性曲线。
• 2.1.3电位器传感器的应用实例
• 1.电位器式压力传感器 • 电位器式压力传感器是利用弹性元件(如弹簧管、膜片或膜盒)把被测
• 2.灵敏度 • 灵敏度就是弹性敏感元件在单位力作用下产生变形的大小。它是刚度
的倒数，即
• 与刚度相似，如果元件弹性特性是线性的，则灵敏度为常数;若弹性 特性是非线性的，则灵敏度为变数。
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任务2 弹性敏感元件
• 3.弹性滞后 • 实际的弹性元件在加、卸载的正、反行程中变形曲线是不重合的，这
• ２)确定造型位置线.吊顶造型位置线可先在一个墙面上量出竖向距离,
再以此画出其他墙面的水平线,即得到吊顶位置的外框线,然后再逐步
找出各局部的造型框架线; 若室内吊顶的空间不规则,可以根据施工
图纸测出造型边缘距墙面的距离, 找出吊顶造型边框的有关基本点,将
点再连接成吊顶造型线.
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第一节 木龙骨吊顶施工技术
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任务2 弹性敏感元件
• 物体在外力作用下改变原来尺寸或形状的现象称为变形。若外力去掉 后物体又能完全恢复其原来的尺寸或形状，这种变形称为弹性变形。 具有弹性变形特性的物体称为弹性元件。
• 弹性元件在传感器技术中占有极其重要的地位。它首先把力、力矩或 压力转换成相应的应变或位移，然后配合各种形式的传感元件，将被 测力、力矩或压力变换成电量。
• 将电位器的电刷通过机械传动装置与被测对象相连，便可测量机械直 线位移或角位移。
• 2.基本结构 • 由于测量领域的不同，电位器的结构不同，但是其基本结构是相近的。
电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。 • 根据电位器结构不同，位移电位器分为直线位移电位器和角位移电位
器两种，其基本结构分别如图2-3、图2 -4所示。
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第一节 木龙骨吊顶施工技术
• (５)安装吊顶紧固件.木龙骨吊顶紧固件的安装方法主要有以下几种: • １)在楼板底板上按吊点位置用电锤打孔,预埋膨胀螺栓, 并固定等边
角钢, 将吊杆与等边角钢相连接. • ２)在混凝土楼板施工时做预埋吊杆,吊杆预埋在吊点位置上. • ３)在预制混凝土楼板板缝内按吊点的位置伸进吊筋的上部并钩挂在
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第一节 木龙骨吊顶施工技术
• (４)木龙骨拼接.为了方便安装,木龙骨吊装前通常是先在地面上进行 分片拼接.分片拼接前先确定吊顶骨架面上需要分片或可以分片安装 的位置和尺寸,再根据分片的平面尺寸选取龙骨纵横型材(经防腐、防 火处理后已晾干);先拼接组合大片的龙骨骨架, 再拼接小片的局部骨 架. 拼接组合的面积不可过大, 否则不便吊装. 对于截面尺寸为２５ mm×３０mm 的木龙骨,可选用市售成品凹方型材.如为确保吊顶质 量而采用现场制作木方, 必须在木方上按中心线距为３００mm、开 凿深度为１５ mm、宽度为２５ mm 的凹槽.骨架的拼接即按凹槽对 凹槽的方法咬口拼联,拼口处涂胶并用圆钉固定.
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第一节 木龙骨吊顶施工技术
• (２)放线定位.施工放线主要包括确定标高线、天花造型位置线、吊挂 点定位线、大中型灯具吊点等.
• １)确定标高线.定出地面的基准线,如原地坪无饰面要求, 基准线为原 地坪线; 如原地坪有饰面要求,基准线则为饰面后的地坪线.以地坪线 基准线为起点, 根据设计要求在墙(柱)面上量出吊顶的高度,并画出高 度线作为吊顶的底标高.
• ３)确定吊点位置线.平顶吊顶的吊点一般是按每平方米一个布置, 要 求均匀分布; 有叠级造型的吊顶应在叠级交界处设置吊点,吊点间距通 常为８００~１２００ mm. 上人吊顶的吊点要按设计要求加密.吊点 在布置时不应与吊顶内的管道或电气设备位置产生矛盾. 较大的灯具, 要专门设置吊点.
• (３)木龙骨处理.对建筑装饰工程中所用的木质龙骨材料要进行筛选并 进行防腐与防火处理.一般将防火涂料涂刷或喷于木材表面,也可以将 木材放在防火槽内浸渍. 防火涂料的选择及使用规定见表４-１.
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第一节 木龙骨吊顶施工技术
• 二、 木龙骨吊顶材料质量要求
• (１)木龙骨一般宜选用针叶树类木材, 树种及规格应符合设计要求, 进 场后应进行筛选，并将其中腐蚀部分、斜口开裂部分、虫蛀及腐烂部 分剔除,其含水率不得大于１８％.
• (２)饰面板的品种、规格、图案应满足设计要求.材质应按有关材料标 准和产品说明书的规定进行验收.
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任务2 弹性敏感元件
• 如图2-14所示，当作用在弹性敏感元件上的力由零快速到F0时，弹性 敏感元件的变形首先由零迅速增加至x1，然后在载荷未改变的情况下 继续变形直到x0为止。由于弹性后效现象的存在，弹性敏感元件的变 形始终不能迅速地跟上力的改变。
• 5.固有振动频率 • 弹性敏感元件的动态特性与它的固有振动频率f0有很大的关系，固有
的压力变换为弹性元件的位移，并使此位移变为电刷触点的移动，从 而引起输出电压或电流相应的变化。
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任务1 电位器电阻式传感器
• 图2 -7为YCD-150型远程压力表原理图。它是由一个弹簧管和电位器 组成的压力传感器。电位器固定在壳体上，而电刷与弹簧管的传动机 构相连接。当被测压力变化时，弹簧管的自由端发生位移，通过传动 机构，一边带动压力表指针转动，一边带动电刷在线绕电位器上滑动， 从而将被测压力值转换为电阻变化，输出与被测压力成正比的电压信 号。
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任务1 电位器电阻式传感器
• 2.1.1电位器传感器原理和结构
• 1.电位器的转换原理 • 电位器的电压转换原理如图2 -2所示，设电阻体长度为z，触点滑动
位移量为x，两端输入电压为Ui，则滑动端输出电压Uo为 • 对角位移式电位器来说，Uo与滑动臂的旋转角度a成正比，即
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任务1 电位器电阻式传感器
第一节 木龙骨吊顶施工技术
• 一、 木龙骨吊顶基本构造
• 木龙骨吊顶是以木质龙骨为基本骨架,配以胶合板、纤维板等作为饰 面材料组合而成的吊顶体系.木龙骨吊顶适用于小面积的、造型复杂 的悬吊式顶棚, 其施工速度快、易加工,但防火性能差,常用于家庭装饰 装修工程.
• 木龙骨吊顶主要由吊点、吊杆、木龙骨和面层组成.其基本构造如图 ４-１所示
• 图2 -8所示为另一种电位器式压力传感器的工作原理图。弹性敏感元 件膜盒的内腔，通入被测流体，在此流体压力作用下，膜盒硬心产生 位移，推动连杆上移，使曲柄轴带动电刷在电位器电阻丝上滑动，同 样输出与被测压力成正比的电压信号。
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任务1 电位器电阻式传感器
• 2.电位器式位移传感器 • 图2 -9所示为YHD型滑线电阻式位移传感器的结构。被测位移使测量
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任务2 弹性敏感元件
• 2.2.3变换力的弹性敏感元件
• 所谓变换力的弹性敏感元件是指输入量为力F，输出量为应变或位移 的弹性敏感元件。常用的变换力的弹性敏感元件有实心轴、空心轴、 等截面圆环、变截面圆环、悬臂梁、扭转轴等，如图2-15所示。
• 1.等截面轴 • 实心等截面轴又称柱式弹性敏感元件，如图2-15(a)所示。在力的作
垂直于板缝的预先安放好的钢筋段上,然后对板缝二次浇筑细石混凝 土并做地面. • (６)安装边龙骨.沿吊顶标高线固定边龙骨, 一般是用冲击电钻在标高 线以上１０ mm处墙面打孔,孔径为１２mm,孔距为０５~０８m,孔内 塞入木楔,将边龙骨钉固在墙内木楔上,边龙骨的截面尺寸与吊顶次龙 骨尺寸一样.边龙骨固定后, 其底边与其他次龙骨底边标高一致.
轴沿导轨轴向移动时，带动电刷在滑线电阻上产生相同的位移，从而 改变电位器的输出电阻。精密电阻与电位器电阻组成电桥的两个桥臂， 通过电桥测量电路把被测位移量转换成相应的电压量。 • 在测量比较小的位移时，往往利用齿轮、齿条机构把线位移变换成角 位移来测量，如图2-10所示。 • 3.电位器式加速度传感器 • 图2-11所示为电位器式加速度传感器结构示意图。惯性质量块在被测 加速度的作用下，使片状弹簧产生正比于被测加速度的位移，从而引 起电刷在电位器的电阻元件上滑动，因此输出一与加速度成比例的电 信号。
• 作用在弹性敏感元件上的外力与由该外力所引起的相应变形(应变、 位移或转角)之间的关系称为弹性元件的弹性特性。主要特性如下:
• 1.刚度 • 刚度是弹性敏感元件在外力作用下抵抗变形的能力。
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任务2 弹性敏感元件
• 图2-12中弹性特性曲线上某点A的刚度可通过A点作曲线的切线求得， 此切线与水平线夹角的正切就代表该元件在A点处的刚度，即k = tanθ = dF/dx。如果弹性特性是线性的，它的刚度是一个常数。当测 量较大的力时，必须选择刚度大的弹性元件，使x不致太大。
• 三、 木龙骨吊顶施工工艺流程
• 施工准备→放线定位→木龙骨处理→木龙骨拼接→安装吊点紧固体→ 安装边龙骨→主龙骨的安装与调整→安装饰面板.
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第一节 木龙骨吊顶施工技术
• 四、木龙骨吊顶施工要点
• (１)施工准备.在吊顶施工前,顶棚上部的电气布线、空调管道、消防 管道、供水管道、报警线路等均应安装就位并调试完成;自顶棚至墙 体各开关和插座的有关线路敷设业已布置就绪;施工机具、材料和脚 手架等已经准备完毕;顶棚基层和吊顶空间全部清理无误之后方可开 始施工.
• 对弹性敏感元件材料的基本要求有以下几项: • (1)具有良好的机械特性(强度高、抗冲击、韧性好、疲劳强度高等)和
良好的机械加工及热处理性能; • (2)良好的弹性特性(弹性极限高、弹性滞后和弹性后效小等); • (3)弹性模量的温度系数小且稳定，材料的线膨胀系数小且稳定; • (4)抗氧化性和抗腐蚀性等化学性能良好。
振动频率通常由实验测得。传感器的工作频率应避开弹性敏感元件的 固有振动频率。 • 在实际选用或设计弹性敏感元件时，常常遇到线性度、灵敏度、固有 振动频率之间相互矛盾、相互制约的问题，因此必须根据测量的对象 和要求加以综合考虑。
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任务2 弹性敏感元件
• 2.2.2弹性敏感元件的材料及基本要求
种现象称为弹性滞后现象，如图2-13所示。 • 曲线1是加载曲线，曲线2是卸载曲线，曲线1、2所包围的范围称为
滞环。产生弹性滞后的主要原因是弹性敏感元件在工作过程中分子间 存在内摩擦，并造成零点附近的不灵敏区。 • 4.弹性后效 • 弹性敏感元件所加载荷改变后，不是立即完成相应的变形，而是在一 定时间间隔中逐渐完成变形的现象称为弹性后效现象。由于弹性后效 存在，弹性敏感元件的变形不能迅速地随作用力的改变而改变，引起 测量误差。