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目录 2.1 电阻应变式传感器 2.2 电阻应变式传感器的信号调节电路 2.3 电阻应变式传感器应用于称重系统 （2）非平衡电桥工作原理 R1仍为被测电阻Rx，在常态下 调节R2使电桥平衡，则输出电 压Uo为零，输出电流Io也为零。 当Rx=R1+△R1时，电桥失去平 衡。输出电压Uo、输出电流Io 随△R1的变化而变化，故可用 输出电压或输出电流的大小反 映被测量的变化情况。 采用这种不平衡状态，既可以 测量静态值又可以测量动态值， 其测量精度受检流计的精度及 电源稳定性的影响，但能满足一般实际测量的要求 A B C D R1+ΔR R 2 R 3 R 4 u0 ui 二、电桥的工作特性指标 1. 电桥的灵敏度 电桥的灵敏度是指单位输入量时的输出变化量。对于不平衡 电桥，输入量是指桥臂上电阻R的变化量△R，输出量是电桥的 输出电压的变化量△U, 所以电桥的灵敏度就是输出电压的相对变化量与电阻的相对变化量之比，即： 二、电桥的工作特性指标 2. 电桥的非线性误差 电桥的输出电压Uo与电阻变化△R1之间不是线性关系，为了便于测量装置的实现，常将非线性方程线性化，若线性化后的输出电压为Uos，则非线性误差定义为： 二、电桥的工作特性指标 （1）单臂电桥 ? R2 R4 R1 R3 US 图8-2 电桥原理图 C D B A Uo 当RX由R1变化到R1+△R1时 一、电桥的工作特性指标 （1）单臂电桥 ? R2 R4 R1 R3 US 图8-2 电桥原理图 C D B A Uo 当RX由R1变化到R1+△R1时 输出特性呈非线性关系 当R1=R2，R3=R4时 半等臂电桥、第一对称电桥 二、电桥的工作特性指标 （1）单臂电桥 ? R2 R4 R1 R3 US 图8-2 电桥原理图 C D B A Uo 当R1=R2，R3=R4时 忽略分母上的ε/2,则可得到线性 化方程： 则非线性误差 输入变化越大，非线性误差越大 二、电桥的工作特性指标 （1）单臂电桥 ? R2 R4 R1 R3 US 图8-2 电桥原理图 C D B A Uo 当R1=R2，R3=R4时 忽略分母上的ε/2,则可得到线性 化方程： 输出电压灵敏度 一、电桥的工作特性指标 （2）差动电桥 ? R2 R4 R1 R3 US 差动电桥原理图 C D B A Uo 当R1=R2电桥处于平衡状态， 若R1增加△Rx，则R2同时减少 △Rx，则电桥输出电压为： a. 半桥差动 二、电桥的工作特性指标 （2）差动电桥 ? R2 R4 R1 R3 US 差动电桥原理图 C D B A Uo 灵敏度： 非线性误差 a. 半桥差动 若满足 ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4 则输出电压为： ? R2 R4 R1 R3 US 差动电桥原理图 C D B A Uo 二、电桥的工作特性指标 （2）差动电桥 b. 全桥差动 若R1=R2=R3=R4 等臂电桥 可见：全桥差动电桥也无非线性误差；电压敏度 是使用单只应变片的4倍，比半桥差动提高了一倍。 ? R2 R4 R1 R3 US 差动电桥原理图 C D B A Uo 二、电桥的工作特性指标 （2）差动电桥 b. 全桥差动 灵敏度： 非线性误差 产生非线性的原因之一是在工作过程中通过桥臂的电流不恒定，所以有时用恒流电源供电。 二、电桥的工作特性指标 (3)采用高内阻的恒流源电桥 A B C D R1+ΔR R 2 R 4 R 3 -K u0 I I1 I2 A B C D R1+ΔR R 2 R 4 R 3 -K u0 I I1 I2 由于测量电路的输入阻抗很高，电桥的桥臂电流分别为 则输出电压为： 若电桥初始平衡，且R1=R2=R3=R4。当R1变为R1+ΔR1，电桥输出电压为： 从上式可以看出，分母中的ΔR1被4R1除，与恒压源电路相比，它的非线性误差减小一倍。 2.3 电阻应变式传感器应用于称重系统 被测物理量：荷重或力 主要用途：作为各种电子称与材料试验机的测力元件、 发动 机的推力测试、 水坝坝体承载状况监测等。  力传感器的弹性元件：柱式、筒式、环式、悬臂式等 应变式力传感器 * * 任务二: 电阻应变片传感器应用于称重系统 应力、应变的基本概念 1.应力的基本概念 在一组自相平衡的外力作用下物体内各个部分产生相互作用力，我