3.2电阻应变式传感器课件讲解.ppt

*第三章力传感器本章要点：1、弹性敏感元件2、电阻应变式传感器3、压电传感器4、电容传感器5、电感传感器6、力传感器应用实例**力传感器：利用各种物理效应将压力参数变换为电信号进行压力测量。如电阻式、电感式、电容式、压电式、压阻式、霍尔式等。力传感器的核心组成是转换元件，转换元件将非电量转换为电量，便于测量和远传。敏感元件转换元件测量电路非电量电参量电量被测量F4~20mAp（△p）检测元件力传感器的组成框图2、电阻应变式力传感器**2、电阻应变式力传感器原理：导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为电阻应变效应。结构：主要由电阻应变片及测量转换电路等组成。**电阻应变片的工作原理金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大。**荷重传感器原理演示荷重传感器上的应变片在重力作用下产生变形。轴向变短，径向变长。**∵外力F的作用→?、r、l发生变化→R发生变化又∵材料力学中则应变ε与应力成正比∴?通过测量应变片电阻的变化量来测量应力**1）金属丝应变片：对金属材料，导电率不变：应变片的电阻变化率：2）半导体应变片**应变片可分为金属应变片、半导体应变片两大类。金属应变片可分成金属丝式、箔式、薄膜式三种。箔式应变片**半导体应变片外形金属丝式应变片的内部结构**VER1R2R4R3应变片测量转换电路abcd**单臂电桥全桥四臂工作方式的灵敏度最高，双臂半桥次之，单臂电桥灵敏度最低。差动测量举例***双臂电桥R1、R2为应变片，R3、R4为固定电阻。应变片R1、R2感受到的应变?1~?2以及产生的电阻增量正负号相间，可以使输出电压Uo成倍地增大。**四臂全桥全桥的四个桥臂都为应变片，如果设法使试件受力后，应变片R1~R4产生的电阻增量（或感受到的应变?1~?4）正负号相间，就可以使输出电压Uo成倍地增大。上述三种工作方式中，全桥四臂工作方式的灵敏度最高，双臂半桥次之，单臂电桥灵敏度最低。采用全桥（或双臂半桥）还能实现温度自补偿。**应变效应的应用*应变效应的应用**汽车衡人体秤**汽车衡称重系统*应变效应的应用**应变式数显扭矩扳手可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造和家用电器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭矩。