第四章电阻应变式传感器PPT资料74页
合集下载
《电阻应变式传感器》课件
1
电阻应变效应简介
深入了解电阻应变效应的基本原理和工作机制。
2
变形与电阻变化的关系
解释传感器受力变形时导致电阻变化的关系。
3
应变片的材料和制作工艺
探索应变片所使用的材料和制作工艺，以及其对传感器性能的影响。
电路设计
桥式电路的原理
了解桥式电路在电阻应变式传感 器中的作用和原理。
电阻应变式传感器的电路 设计要点
常见故障及排除方法
提供常见故障和ห้องสมุดไป่ตู้题的排除方法，确保传感器 的正常运行。
结论
1 优缺点和特点
总结电阻应变式传感器的优缺点和特点，了解其适用性和局限性。
2 市场前景和研究方向
展望电阻应变式传感器在未来的市场前景和可能的研究方向。
《电阻应变式传感器》 PPT课件
这是一份关于电阻应变式传感器的课件，将介绍该传感器的概述、原理、电 路设计和应用实例，帮助您理解其优缺点和市场前景。
传感器的概述
电阻应变式传感器
了解什么是电阻应变式传感器以及其在不同领 域的应用。
传感器的类型和特点
探索不同类型的传感器及其独特的特点和优势。
电阻应变式原理
探索设计电路时需要注意的关键 要点。
信号放大与滤波电路的设计
讲解信号放大和滤波电路在传感 器中的设计原则。
应用实例
1
工业自动化控制
展示电阻应变式传感器在工业领域中实
航空航天、汽车和建筑
2
际应用的案例。
探索电阻应变式传感器在航空航天、汽 车和建筑等领域的广泛应用。
维护与保养
维护周期和方法
讲解电阻应变式传感器的维护周期和适当的维 护方法。
电阻应变式传感器实例(ppt)
电子秤
远距离 显示
磅秤
超市打印秤
电子天平
电子天平的精度 可达十万分之一
应变式荷重传感器外形
F
F
各种悬臂梁
桥式传感器
悬臂梁式传感器
铝合金传感器
S型拉压传感器
电阻式传感器
案例：重量的自动检测--配料设备
原材料
原理：弹簧->力->位移 ->电位器->电阻
比较
重量设定
3.2 电阻式传感器 案例：煤气包储量检测
钢丝
煤气包
原理：钢丝->收线圈数
->电位器
->电阻
电阻应变式传感器 实例(ppt)
电阻应变式传感器实例
• 分类： 光电传感器、热电传感器、 电阻传感器、电感传感器、 压电传感器、霍尔传感器、 声敏传感器、湿敏传感器等等。
电阻应变式传感器： 众多的传感器中，有一大类是通过电阻
参数的变化来实现非电量电测目的的，它们 统称为电阻式传感器。
分为：金属箔式和半导体电Βιβλιοθήκη 应变片3.2 电阻式传感器
案例：玩具机器人（广州中鸣数码 ）
原理：电机->转角 ->电位器 ->电阻
电阻式传感器
电阻应变式传感器的应用：测力
应变片在悬臂梁上的粘贴及变形
汽车衡称重系统
4.2 应变片的种类、材料及粘贴
4.2.1 金属电阻应变片的种类
引线
覆 盖层
基片
b
l 电 阻丝 式 敏感 栅
人体秤
电阻应变计式传感器课件
温度补偿与灵敏度
温度补偿
由于温度变化会影响电阻应变计的电阻值，因此需要进行温度补偿以消除温度对 测量的影响。
灵敏度
电阻应变计的灵敏度是指其电阻变化对应变力的敏感程度，灵敏度越高，测量精 度越高。
稳定性与可靠性
稳定性
电阻应变计在长时间使用过程中，其性能参数应保持稳定， 以保证测量的准确性。
可靠性
电阻应变计应具有较高的可靠性，能够承受各种恶劣环境条 件和工作条件，保证测量结果的可靠性。
电阻应变计式传感器是一种将应变信号转换为电信号的传感器，通过测量电阻 值的变化来检测应变。
工作原理
电阻应变计由敏感元件和电阻丝组成，当敏感元件受到外力作用产生应变时， 电阻丝的长度和截面积会发生变化，导致电阻值改变，从而输出电信号。
类型与特点
类型
电阻应变计式传感器有多种类型 ，如柱式、轮辐式、箔式和丝式 等，根据不ห้องสมุดไป่ตู้的应用需求选择合 适的类型。
误差。
温度误差
由于温度变化导致传感器电阻值 发生变化，从而影响测量精度。 可通过温度补偿或选用具有温度
稳定性的材料来减小误差。
滞后误差
由于传感器内部结构或粘结剂的 松弛，导致传感器响应滞后于施 加的载荷变化。可通过优化传感 器设计和制造工艺来减小误差。
日常维护与保养
01
清洁与防尘
定期清洁传感器表面，保持其良好的工作状态和测量精度。同时，避免
位移传感器
位移传感器是一种能够测量物体 位置变化的装置，广泛应用于机
械、电子、自动化等领域。
电阻应变计式位移传感器利用电 阻应变片将位移信号转换为电信 号，具有测量范围广、精度高、
可靠性高等优点。
常见的应用场景包括直线位移测 量、角度位移测量、振动监测等
《电阻应变式传感器》课件
薄膜电阻应变式传感器利用薄膜材料制作，具有高灵敏度、低热误差等特点；微型电阻应变式传感器则具有体积 小、重量轻、易于集成等优点，常用于微机电系统等领域。
03
电阻应变式传感器的测量电路
直流电桥测量电路
优点
简单、可靠、稳定性好。
缺点
对温度变化敏感，需要采取温度 补偿措施。
交流电桥测量电路
优点
对直流电源的稳定性要求较低，可以减小电源波动对测量结 果的影响。
在工业生产过程中，电阻应变式压力传感器被广泛应 用于压力控制、流量控制等场合，如气瓶压力监测、 管道压力监测等。
汽车行业
汽车发动机、气瓶、刹车系统等都需要用到压力传感 器，来监测和控制各种气体和液体的压力。
位移传感器的应用实例
自动化生产线
在自动化生产线上，位移传感器被用来检测和控制系 统中的物体位置，如机器人手臂的定位、传送带的物 体位置检测等。
电阻应变式传感器
目 录
• 电阻应变式传感器简介 • 电阻应变式传感器的类型与特性 • 电阻应变式传感器的测量电路 • 电阻应变式传感器的误差来源与补偿方法 • 电阻应变式传感器的应用实例
01
电阻应变式传感器简介
定义与工作原理
定义
电阻应变式传感器是一种将应变转换为电阻变化的传感器，通过测量电阻的变 化来测量受力状态。
总结词
半导体应变式传感器具有高灵敏度、 低温度系数和良好的线性等优点。
详细描述
半导体应变式传感器利用半导体的压 阻效应，即当半导体受到外力作用时 ，其电阻值会发生变化。这种传感器 常用于测量加速度、压力和振动等物 理量。
陶瓷电阻应变式传感器
总结词
陶瓷电阻应变式传感器具有耐高温、耐 腐蚀、高绝缘性和良好的稳定性等特点 。
03
电阻应变式传感器的测量电路
直流电桥测量电路
优点
简单、可靠、稳定性好。
缺点
对温度变化敏感，需要采取温度 补偿措施。
交流电桥测量电路
优点
对直流电源的稳定性要求较低，可以减小电源波动对测量结 果的影响。
在工业生产过程中，电阻应变式压力传感器被广泛应 用于压力控制、流量控制等场合，如气瓶压力监测、 管道压力监测等。
汽车行业
汽车发动机、气瓶、刹车系统等都需要用到压力传感 器，来监测和控制各种气体和液体的压力。
位移传感器的应用实例
自动化生产线
在自动化生产线上，位移传感器被用来检测和控制系 统中的物体位置，如机器人手臂的定位、传送带的物 体位置检测等。
电阻应变式传感器
目 录
• 电阻应变式传感器简介 • 电阻应变式传感器的类型与特性 • 电阻应变式传感器的测量电路 • 电阻应变式传感器的误差来源与补偿方法 • 电阻应变式传感器的应用实例
01
电阻应变式传感器简介
定义与工作原理
定义
电阻应变式传感器是一种将应变转换为电阻变化的传感器，通过测量电阻的变 化来测量受力状态。
总结词
半导体应变式传感器具有高灵敏度、 低温度系数和良好的线性等优点。
详细描述
半导体应变式传感器利用半导体的压 阻效应，即当半导体受到外力作用时 ，其电阻值会发生变化。这种传感器 常用于测量加速度、压力和振动等物 理量。
陶瓷电阻应变式传感器
总结词
陶瓷电阻应变式传感器具有耐高温、耐 腐蚀、高绝缘性和良好的稳定性等特点 。
电阻应变式传感器的工作原理PPT课件可编辑全文
图为 应变片敏感栅半
圆弧部分的形状。沿 轴向应变为ε，沿横向 应变为εr 。
θ
dθ
dl
20丝21绕式应变片敏感栅半圆弧形部分
若敏感栅有n根纵栅，每根长为l，半径为r，在轴
向应变ε作用下，全部纵栅的变形视为ΔL1
ΔL1= n lε 半圆弧横栅同时受到ε和εr的作用，在任一微小段长度 d l = r dθ上的应变εθ可由材料力学公式求得
1 2r1 2rco 2s
每个圆弧形横栅的变形量Δl为
l 0 rd l0 rd 2 r r
纵栅为n根的应变片共有n-1个半圆弧横栅，全部横栅
的变形量为 L2n20 212 1rr
应变片敏感栅的总变形为
L L 1 L 2 2 n 2 n l 1 r n 2 1 rr
敏感栅栅丝的总长为L，敏感栅的灵敏系数为KS，则 电阻相对变化为
2021
2.箔式应变片 它是利用照相制版或光刻技术将厚约0.003～0.01mm的金
属箔片制成所需图形的敏感栅，也称为应变花。 优点：①.可制成多种复杂形状尺寸准确的敏感栅，其栅长l可 做0.2mm，以适应不同的测量要求；②.与被测件粘贴结面积 大； ③.散热条件好，允许电流大，提高了输出灵敏 度； ④.横向效应小。
中给出了为1/10和1/20时δ的数值。
误差δ的计算结果
l
δ（%）
1/10
1.62
1/20
0.52
2021
由表可知，应变片栅长与正弦应变波的波长之比愈
小，相对误差δ愈小。当选中的应变片栅长为应变波长
的（1/10~1/20）时，δ将小于2%。
因为
f
式中 υ——应变波在试件中的传播速度； f——应变片的可测频率。
《电阻应变传感器》PPT课件
38
§3 电阻应变片的温度误差及补偿
3.2 温度补偿方法
两大类： 桥路补偿和应变片自补偿。
39
一、桥路补偿法
桥路补偿是称补偿片法。 图(a)是电桥补偿法的原理图。 电桥输出电压Uo与桥臂参数的关系为：
Uo=A(R1R4-RBR3)
R1
RB
Uo
R3
R4
U
~
(a)
F
R1
F
RB
R1—工 作 应 变RB片—；补 偿 应 变 片
dr dl
r
l
式中, μ为电阻丝材料的泊松比， 负号表示应变方向相反。
10
dR (1 2 ) d
R
dR dl dS d RlS
或dRd源自R (1 2 ) 通常把单位应变能引起的电阻值变化称为电阻丝的灵敏系
数。 其物理意义是单位应变所引起的电阻相对变化量，其表达
式为
dR
d
K R 1 2
当被测试件不承受应变时，R1和RB又处于同一环境温度为t 的温度场中，调整电桥参数使之达到平衡，此时有
Uo A(R1R4 RBR3) 0
工程上，一般按R1 = RB = R3 = R4 选取桥臂电阻。
41
当温度升高或降低Δt=t-t0时，两个应变片因温度而引起的电 阻变化量相等，电桥仍处于平衡状态， 即
折算应变为：
t
lt
l0
( 丝 试 )t
37
3.1 应变片的温度误差产生原因
由此引起电阻的变化为：
Rt R0 K t R0 K ( 丝 试 )t
则引起总的电阻的变化为：
Rt Rt Rt R0t R0 K ( 丝 试 )t
则附加虚假应变量为：
应变式电阻传感器PPT课件
•
= dl/l
• 横向变化的相对变化量叫横向应变1 ，
•
1 = dr/r（r为半径）
•
第112页/共75页
dA/A——圆形电阻丝的截面积相对变化量，设r为电阻丝的
半径，微分后可得dA=2πr dr，则
dA 2 dr Ar
由材料力学可知，在弹性范围内，金属丝受拉力时，沿轴向伸
长， 沿径向缩短， 令dl/l=ε为金属电阻丝的轴向应变，那么轴
+ε1
+ε2
的应变，以构成差动
-ε1
对。由于应变片沿圆
F
(a)实心圆柱
F
周方向分布，所以非
(b)空心圆柱 轴向载荷分量被补偿。
第321页/共75页
梁式力传感器
第332页/共75页
(1) 等强度梁
4只应变片
一端固定，一端自由，厚
F
度为h,长度l，固定端宽度
R1
R4
为b0,力F 作用在三角形顶
点。其表面应变为 ：
• 可以看出,电阻值的相对变化率dR/R取决于三个基本因素: • (1)电阻丝的电阻率相对变化量(dρ/ρ)。 • (2)电阻丝长度的相对变化量(dL/L)。 • (3)电阻丝截面积的相对变化量(dA/A)。
第110页/共75页
讨论电阻丝（线材）应变与电阻变化：
设纵向变化的相对变化量叫纵向应变，
第3209页/共75页
5、应变式传感器的医学应用
• 高灵敏度的简支梁结构的血压传感器原理 • •(a) 弹簧片（简支梁）结构；(b)传感器的作用原理。
第310页/共75页
柱式力传感器
例2-1. 柱式力传感器
轴向布置一个或几个
F
截面积S
电阻应变式传感器资料课件
优点与局限性
高精度测量
电阻应变式传感器具有较高的测量精 度，能够满足多种高精度测量需求。
稳定性好
传感器结构简单，稳定性好，长期使 用不易出现故障。
优点与局限性
抗干扰能力强
传感器输出的信号较大，不易受到外界干扰的影响。
应用范围广
电阻应变式传感器可应用于多种行业和领域，如压力、位移、力等的测量。
优点与局限性
在电子称重系统中的应用
01
电子称重系统
利用电阻应变式传感器测量物体的质量或重量，如电子秤、天平等。
02
原理
当被测物体放置在传感器上时，传感器受到压力产生应变，导致电阻值
发生变化，通过测量电阻值的变化即可得到物体的质量或重量。
03
应用领域
食品行业、制药行业、实验室等。
05
电阻应变式传感器的优缺点与 发展趋势
应用领域
工业过程控制、气瓶压力监测、汽 车发动机管理等。
在加速度计中的应用
加速度计
01
利用电阻应变式传感器测量物体的加速度，如振动监测、车辆
安全系统等。
原理
02
当加速度作用在敏感元件上时，敏感元件产生应变，导致电阻
值发生变化，通过测量电阻值的变化即可得到加速度值。
应用领域
03
振动监测、车辆安全系统、地震监测等。
电阻应变片的种类与特性
电阻应变片有多种类型，如单轴、双轴和三轴应变片，不同类型的应变片 适用于不同的测量需求。
应变片的特性包括灵敏度、线性范围、滞后、重复性、温度影响等，这些 特性对应变片的性能和使用具有重要影响。
应变片的灵敏度是指电阻值变化量与机械应变之间的比例系数，线性范围 是指应变片输出与输入之间保持线性关系的范围。
《电阻应变传感器》课件
电阻应变传感器经过适当的封装和保 护，能够在恶劣环境下稳定工作。
电阻应变传感器的缺点
对温度敏感
电阻应变传感器的电阻 值受温度影响较大，需
要进行温度补偿。
长期稳定性问题
长时间使用下，电阻应 变传感器的性能可能会 发生漂移，需要定期校
准。
低频响应较差
对于低频范围内的应变 变化，电阻应变传感器 的响应速度可能会比较
应变式压力传感器
总结词
利用电阻应变片的形变来测量压力的大小。
详细描述
应变式压力传感器通常由压力敏感元件、基座、电阻应变片和测量电路组成。当压力作 用于敏感元件时，元件发生形变，带动应变片发生形变，导致电阻值发生变化，通过测 量电路将电阻变化转换为电信号，从而实现对压力的精确测量。应变式压力传感器广泛
《电阻应变传感器》ppt课件
$number {01}
目录
• 电阻应变传感器简介 • 电阻应变传感器的类型与结构 • 电阻应变传感器的测量电路 • 电阻应变传感器的应用实例 • 电阻应变传感器的优缺点与展望
01
电阻应变传感器简介
电阻应变传感器的定义与工作原理
定义
电阻应变传感器是一种将应变转 换为电阻变化的传感器。
05
电阻应变传感器的优缺点与 展望
电阻应变传感器的优点
高灵敏度
电阻应变传感器能够检测到微小的应 变变化，因此具有很高的灵敏度。
稳定性好
电阻应变传感器易于与微电子技术相 结合，实现小型化和集成化。
线性响应
电阻应变传感器的输出与输入之间具 有良好的线性关系，使得测量结果更 为准确。
易于实现小型化和集成化
陶瓷电阻应变片
总结词
陶瓷电阻应变片具有耐高温、耐腐蚀、抗辐射等优点，适用于各种恶劣环境下的 测量。
电阻应变传感器的缺点
对温度敏感
电阻应变传感器的电阻 值受温度影响较大，需
要进行温度补偿。
长期稳定性问题
长时间使用下，电阻应 变传感器的性能可能会 发生漂移，需要定期校
准。
低频响应较差
对于低频范围内的应变 变化，电阻应变传感器 的响应速度可能会比较
应变式压力传感器
总结词
利用电阻应变片的形变来测量压力的大小。
详细描述
应变式压力传感器通常由压力敏感元件、基座、电阻应变片和测量电路组成。当压力作 用于敏感元件时，元件发生形变，带动应变片发生形变，导致电阻值发生变化，通过测 量电路将电阻变化转换为电信号，从而实现对压力的精确测量。应变式压力传感器广泛
《电阻应变传感器》ppt课件
$number {01}
目录
• 电阻应变传感器简介 • 电阻应变传感器的类型与结构 • 电阻应变传感器的测量电路 • 电阻应变传感器的应用实例 • 电阻应变传感器的优缺点与展望
01
电阻应变传感器简介
电阻应变传感器的定义与工作原理
定义
电阻应变传感器是一种将应变转 换为电阻变化的传感器。
05
电阻应变传感器的优缺点与 展望
电阻应变传感器的优点
高灵敏度
电阻应变传感器能够检测到微小的应 变变化，因此具有很高的灵敏度。
稳定性好
电阻应变传感器易于与微电子技术相 结合，实现小型化和集成化。
线性响应
电阻应变传感器的输出与输入之间具 有良好的线性关系，使得测量结果更 为准确。
易于实现小型化和集成化
陶瓷电阻应变片
总结词
陶瓷电阻应变片具有耐高温、耐腐蚀、抗辐射等优点，适用于各种恶劣环境下的 测量。
电阻应变式传感器课件
2(r－dr) 2r
L
F
F
L＋dL
电阻应变式传感器
5.1.1 电阻丝的电阻应变效应
由材料力学可知，在弹性范围内，若电阻 丝受拉伸，则沿轴向（纵向）伸长，沿径 向（横向）缩短，纵向应变与横向应变的
关系可表示为： y x
2(r－dr) 2r
L
F
F
L＋dL
电阻应变式传感器
5.1.1 电阻丝的电阻应变效应
电阻应变式传感器
2．金属电阻应变片的类型
薄膜应变片是采用真空蒸镀技术在薄的绝 缘基片上蒸镀上金属电阻材料薄膜，最后 加上保护层制成的，其优点是应变灵敏系 数高，允许电流密度大等。
电阻应变式传感器
3．金属电阻应变片的粘贴
应用时通过粘合剂把应变片粘贴在测试件 表面上。 通过粘合剂和基底的传递作用使敏感栅感 受测试件表面的变形和应变。 如何使测试件表面的变形和应变准确地传 递给敏感栅是应变片测量的关键之一。
本章内容简介
电阻应变式传感器是一种典型的结构型传 感器，它利用电阻应变效应，将力、力矩、 压力等物理量转换为电信号。 电阻应变片是电阻应变式传感器的核心元 件。 本章首先介绍电阻应变效应，然后介绍电 阻应变片的类型、结构和基本特性。
电阻应变式传感器
本章内容简介
电阻应变式传感器最常用的测量电路是电 桥，本章对测量电桥的类型、结构和工作 原理、特性和应用做了分析。 温度误差是电阻应变式传感器的主要误差， 本章对温度误差的产生做了分析，并给出 了温度补偿的措施。 作为典型应用，最后介绍了几种最常用的 金属电阻应变式力传感器。
引起的，即（1+2μ）项，往往称之为几 何效应； – 二是因受力后电阻丝的电阻率发生变化 而引起的，即后面的一项，往往称之为 压阻效应。
《传感器应用技术》电子课件 4-4电阻应变式传感器的结构
《传感器应用技术》课程
Sensors application technology
电阻应变式传感器的结构
s truc ture o f re s is ta nc e s tra in s e ns or
课程组: 梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰
课程内容 Course Contents
材料：紫铜，表面镀锡或镀银，便于焊接。
2.应变片的结构
金属电阻应变片构成材料
粘结剂
作用：将敏感栅固定于基底上，并将盖片与基底粘贴在一起。用于使用金属 应变片时，也需用粘结剂将应变片基底粘贴在构件表面某个方向和位置上。
要求：将构件受力后的表面应变传递给应变计的基底和敏感栅。
材料：分为有机和无机两大类。有机粘结剂用于低温、常温和中温。常用的 有聚丙烯酸酯、酚醛树脂、有机硅树脂，聚酰亚胺等。无机粘结剂用于高温， 常用的有磷酸盐、硅酸、硼酸盐等。
金属电阻应变片构成材料
基片
作用：保持敏感栅、引线的几何形状及 其相对位置，被测构件上的应变不失真 地传递到敏感栅上。
要求：使敏感栅与弹性体之间具有足够 高的电绝缘性能；
材料：纸或有机高分子材料，如环氧树 脂等。
2.应变片的结构
金属电阻应变片构成材料
引线
作用：连接敏感栅和测量电路
要求：灵敏系数大且稳定，电阻率高，电阻 温度系数小，具有良好的焊接性能和抗氧化 性能。
电子信息工程技术专业教学资源库
THANK YOU
课程组: 梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰
应变片的结构
金属电阻应变片由敏感栅、基片、覆盖层、引线和黏合剂等部分组成, 如图所示。
2.应变片的结构
金属电阻应变片构成材料
Sensors application technology
电阻应变式传感器的结构
s truc ture o f re s is ta nc e s tra in s e ns or
课程组: 梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰
课程内容 Course Contents
材料：紫铜，表面镀锡或镀银，便于焊接。
2.应变片的结构
金属电阻应变片构成材料
粘结剂
作用：将敏感栅固定于基底上，并将盖片与基底粘贴在一起。用于使用金属 应变片时，也需用粘结剂将应变片基底粘贴在构件表面某个方向和位置上。
要求：将构件受力后的表面应变传递给应变计的基底和敏感栅。
材料：分为有机和无机两大类。有机粘结剂用于低温、常温和中温。常用的 有聚丙烯酸酯、酚醛树脂、有机硅树脂，聚酰亚胺等。无机粘结剂用于高温， 常用的有磷酸盐、硅酸、硼酸盐等。
金属电阻应变片构成材料
基片
作用：保持敏感栅、引线的几何形状及 其相对位置，被测构件上的应变不失真 地传递到敏感栅上。
要求：使敏感栅与弹性体之间具有足够 高的电绝缘性能；
材料：纸或有机高分子材料，如环氧树 脂等。
2.应变片的结构
金属电阻应变片构成材料
引线
作用：连接敏感栅和测量电路
要求：灵敏系数大且稳定，电阻率高，电阻 温度系数小，具有良好的焊接性能和抗氧化 性能。
电子信息工程技术专业教学资源库
THANK YOU
课程组: 梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰
应变片的结构
金属电阻应变片由敏感栅、基片、覆盖层、引线和黏合剂等部分组成, 如图所示。
2.应变片的结构
金属电阻应变片构成材料
电阻式应变式传感器幻灯片共80页
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
电阻式应变式传感器幻灯片
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
谢谢！
是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
电阻式应变式传感器幻灯片
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
谢谢！
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
式（4）变换为式(5)
x x0 t (j)(j)22 (j0 )(2j)0 21 ( 0 /2 02 )2j 0
(5)
幅频特性为 A()xt ()
/2 0
相频特性为
x 0
1 022 42 02 （6）
arct12a n // 002
1
令
M
10 2
2
2
420
（7）
则
2
a
xM x M
d2x dx m mC t Kx0
d2t dt t
（1）
由 xxx，可得 x xx代入式（1）
t
0
m
m
0
t
m d2x0xtC dt xK x 0
d2 t
dt t
m d2xt Cdt x K xm d2x0
d2t dt t
d2t
（2）
对（2）式进行拉斯变换
(m 2 C s K s )x m 2 xs
4 R/R 2
所以，应变片式加速度传感器输出电压为
U ou tm •h 2 l2• k 0• U 2 E• a m • h 2 • k 2 l0 2 • U E• a（11）
0
0
对式（11）进行标度变换，得到被测体加速度为
a
22l2 0
•U
mhU k out
0E
4.6.3组合式压力传感器
膜片
应变波在各种材料中的传播 速度不同
2 2 l l
2 2
2l
2l l
对于正弦波输入信号
电阻应变片的误差与 l（应变片的基长）
和 f（输入信号频率）成正比与 v（应变波
传播速度）成反比
电阻应变片工作频率取决于试件材料 和应变片的基长
电阻应变式传感器的构成
被测非电量 弹性敏感 元件
t
2 0
2
（8）
0
0
a——被测体线加速度，a2x0 。
当 /1时 M1 ，则（8）式变为
0
x 1a
t
2
0
（9）
质量块相对位移 x a（加速度） t
若采用等强度梁作弹性元件，则 x 为梁的挠度。 t
由式（3—15）x 6l3F a ，将其代入式（9）得 t bh2E
a2x26l3F2l2•6lF
0 t 0b3E h 0hb2E h
由式（3—14） 6lF 得 a 2 l2 •
bh 2E
0h
（10）
令 k 2 l 2 ，结构参数确定后为常数，则加速度
0 h
ak ，所以 a （线性函数）
应变片加速度传感器系统框图
加速度 惯性力
应变
电阻变化
电压
质量块
等强度梁
应变片
差动电桥
传递函数框图
a Fma
R/R U
H (s) 1
H (s) 2
H (s) 3
H (s) 4
质量块： 由 Fma，
等强度梁：由 h F ，
2l 2 0
得 H(s)F m
1
a
得
h
H(s)
2
F l2 2
0
应变片： 由 R k ，得 H(s)R/Rk
R
3
0
差动电桥：由U UE R ， 得 H(s) U UE
2 R out
阻尼系数 —— C
弹性体的刚度 —— K
被测体绝对位移—— x 0
..
质量块绝对位移—— x m
x a 质量块相对位移—— x
t
振动体 电阻应变片加速度传感器的物理模型
弹簧的弹性力
F Kx
K
t
阻尼器阻尼力
.
F C
Cxt
质量块的惯性力
d2x F mam m
m
d2t
当受力平衡时，有
n
F i
0
则有
i 1
P
悬臂梁
波纹管
RR
双端固定梁
RR
RR
• 本章小结
电阻应变效应
静态特性
应变片
测
动态特性
量
测量电路（单臂桥、半桥、全桥）
自身
环境温度引起误差 两种材料
补偿（桥路、自补偿、热敏电阻）
应变式压力传感器（平膜片、组合）
电阻应变片的应用 应变式加速度传感器
1.电阻应变片的工作原理（应变效应），灵敏度系
数 K0(12E), K(1KH)Kx ,K是由于横向效应引
t
0
得到传递函数 H(s)xt (s) m2s
x m2sC sk 0
令 K
0
m
——传感器的固有频率
C
2 mK
——相对阻尼比
代入上式，有 xt (s)
s2
x s2 2s2
0
0
0
（3） （4）
当被测物体作简谐运动时，即 xx sint
0
0m
式中 被测物体运动角频率。
在正弦信号作用下，做傅里叶变换，即，js
如果改为两路恒流源供电情况会如何？ 应变片串联电压输出灵敏度？（改变） 应变片并联电压输出灵敏度？（未改变）
R t R 0 1 t R 0 R 0 t
应变片本身
两种材料膨胀系数不同
桥 路 补 偿
3
+
2
-
o
-+
补偿膜片 工作膜片
差动电桥
F=m
ma
K
C
质量块的质量 —— m
应力、应变
、挠度
应变片 电阻变化 测量
电路
电压、电流
辅助 电源
减小测量电桥非线性误差，一是减小量程 （减小⊿R），二是降低应变片的灵敏度K。
应变片（电阻） 测量 直流电桥（电压）
单臂桥 平衡条件 电压误差 最佳阻值
近似公式 精确公式
电压
结论有前提
－ －
结论有前提
电桥采用恒流供电与恒压供电相比非线性 误差并未消除，仅仅减小一倍，对于电压输出 灵敏度并未改善。 3.采用高桥臂比，较小桥路输出非线性 思考：
起的，一般情况K0等于2左右。 2.电阻应变片的种类、特点、结构和主要参数。
3.应变片可测输入信号的频率
4. 直流电桥的分类，各类桥路输出电压与电桥灵敏度及非 线性误差的关系。
5.温度对电阻式应变片的影响，常用的补偿方法。
6.应变式传感器的结构。
谢谢
d c dV V
d V d A d l 2 (12 )
V Al
d c(12)
勃底特兹明
b
应变片所测的应变，是应变片基长内的平均值
dR k
R
指 示 应 变
机械应变
应变计的机械滞后特性指源自示 应变P0
时间
应变计的蠕变和零漂特性
指 示 应 变
真实应变
应变极限
10%真实应变