5第四章力参量测量详解.ppt

当f《 时，A(f)＝l，此时信号几乎不受衰减地通过，并且φ(f)-f关系为近似于一条通过原点的直线。因此，可以认为，在此情况下，RC低通滤波器是一个不失真传输系统。 当 时， 此式表明，RC值决定着上截止频率。 因此，适当改变RC数值时，就可以改 变滤波器的截止频率。 2）RC高通滤波器 图中表示RC高通滤波器及其幅频、相频特性。 当f 》 时，A(f)≈l，φ(f)≈0。即f相当大时，幅频特性接近等于1，相移趋于零，此时可以认为RC高通滤波器是一个不失真传输系统。 当 时， 此式表明， 值决定着截止频率。 因此，适当改变RC数值时，就可以改 变滤波器的截止频率。 当f 《 时，高通滤波器的输出与 输入的微分成正比，起着微分器的作 用。 3）RC带通滤波器 可看成是低通、高通滤波器的串联组成 4）RC带阻滤波器 可看成是高通、低通滤波器的串联组成（带通反过来） 5）有源滤波器 滤波器演示软件 思考题 分析利用电阻应变片进行力参量测试时，温度补偿中各种方法的利弊。 一个中心频率为500Hz的滤波器，若其中-3dB带宽为10Hz，则称其Q值为？ 某线性时不变系统，若输入为 时，其输出为 ,则据线性系统的_________特性可知：输出信号中 _______ Hz的信号成分必为干扰信号，可用____滤波器来衰减它。 习题：有一吊车的拉力传感器如右图所示。其中电阻应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上。已知R1、R2、R3、R4标称阻值均为200Ω，桥路电压为4V，物重m引起R1、R2变化增量为2Ω,材料的泊松比为0.3。 ①、画出应变片组成的电桥电路，使其输出电压反映出物体重量的大小。 ②、计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度。 ③、说明R3、R4起到什么作用？ 据电工学，纯电阻时电流与电压同相位， Ψ=0 ；电感性阻抗， Ψ0 ；电容性阻抗， Ψ0 。据电桥平衡条件对两种特例作一分析。 1)如图4—6a所示：交流电桥四个桥臂中有两相邻桥臂，若1、2桥臂为纯电阻，则Ψ1 = Ψ2=0。根据平衡条件对相位的要求，必须使Ψ3= Ψ4 ，这说明电桥的另外两个桥臂必须具有同性的阻抗，如容抗或者感抗。 2)如图4—6b所示：交流电桥四个桥臂中有两对边桥臂，如1、3桥臂为纯电阻，则Ψ1 = Ψ3=0 。根据平衡条件对相位的要求，其它的两个对边桥臂必须具有异性的电抗，如一边为容抗，则另一边应为感抗，这样才能符合性 Ψ2= －Ψ4的要求。 利用应变的有正有负和电桥桥臂的有加有减（和差特性）的关系，通过适当的贴片和电桥连接，就可达到测量某一力成分的目的。 利用应变的有正有负和电桥桥臂的有加有减（和差特性）的关系，通过适当的贴片和电桥连接，就可达到测量某一力成分的目的。 相应的虚假应变输出 可得由于温度变化而引起的总电阻变化为 温度补偿消除温度对测量影响的方法称为温度补偿。 单丝自补偿法 自补偿法 组合式自补偿法 线路补偿法〔电桥补偿法、热敏电阻〕 温度补偿 应变片的自补偿法 粘贴在被测部位上的是一种特殊应变片，当温度变化时，产生的附加应变为零或相互抵消，这种应变片称为温度自补偿应变片。利用这种应变片来实现温度补偿的方法称为应变片自补偿法。 a. 单丝自补偿应变片 b. 双丝组合式自补偿应变片 a. 单丝自补偿应变片 实现温度补偿的条件为 当被测试件的线膨胀系数βg已知时，通过选择敏感栅材料， 使下式成立 即可达到温度自补偿的目的。 优点：容易加工，成本低， 缺点：只适用特定试件材料，温度补偿范围也较窄。 b.双丝组合式自补偿应变片 敏感栅丝由两种不同温度系数的金属丝串接组成 R1 R2 组合自补偿法 选用两者具有不同符号的电阻温度系数 调整R1和R2的比例，使温度变化时产生的 电阻变化满足 通过调节两种敏感栅的长度来控制应变片 的温度自补偿，可达±0.45μm/℃的高精度 电桥补偿法 R1 +△RM+ △Rt1 U0 R1＋△RM +△Rt 1 R4 R3 U R