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有效功率测量 电阻应变式传感器 吸收式测功器 扭矩仪 各类测功器的比较 转速测量 电阻应变式传感器 一、工作原理 电阻式传感器的工作原理是将被测量的变化转化为电阻值的变化，通过测量电阻的变化来确定被测量。 电阻应变式传感器利用应变效应测量被测量。 导体或半导体制成的电阻丝在机械变形时，其电阻将发生变化，这就是所谓的应变效应。 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器 一、工作原理 电阻丝的电阻值 取对数并微分得 电阻应变式传感器 一、工作原理 经变换后得 上式表明，导体或半导体电阻的变化是由于几何尺寸的变化与其电阻率变化的综合结果。 电阻应变式传感器 一、工作原理 对于导体而言 对半导体而言 电阻应变式传感器 结论 电阻丝受力变形后，其电阻变化率与其应变成正比，比例常数K0和K0ˊ为电阻丝的灵敏系数。 导体K0通常为1.8～3.6； 用半导体制成的电阻丝。其压阻系数较大，πeE(1+2μ),因而灵敏系数K0ˊ≈πeE，该值可达100以上。 电阻应变式传感器 二、应变片结构 应变片由敏感元件1、基底2、盖片4及引线3构成。 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器 特点 箔式：箔式应变片的敏感栅可以按需要制成任意形状，容易制成小尺寸的应变片。由于箔片扁平，接触面积大，传递应变好；散热性能好，允许通过较大的工作电流，所以测量的灵敏度提高。同时其横向灵敏度小，蠕变小，疲劳寿命长，因而使用广泛。 半导体式 ：最突出的优点是灵敏度高，高灵敏度排除了测量微小信号的困难；体积小，可制作小型和超小型应变片；频率响应高；机械滞后和横向效应小，提高了测量的准确性。其缺点主要是电阻温度系数大，对环境温度的变化敏感，不能用于较高的温度；测量大应变时，灵敏度的非线性严重。 电阻应变式传感器 三、测量电路 应变片电路的变化常用惠斯登电桥进行测量。按工作应变片的数目不同，在电桥中的联接有1/4桥、半桥和全桥接法。 电阻应变式传感器 三、测量电路 电阻应变式传感器 三、测量电路 电阻应变式传感器 1/4电桥测量电路电桥的输出电压V0为: 如果R1=R2=R3=R4，则电桥输出电压V0为: 电阻应变式传感器 一般ΔRR，故可以写成 : 输出电压V0与应变量ε成近似的线性关系 。 电阻应变式传感器 全桥接法，其电桥输出电压 ： 特点：1）灵敏度提高； 2）非线性得到改善 ； 3）补偿了温度效应 。 电阻应变式传感器 四、应变片的温度补偿 1、温度影响的来源： 1）电阻丝的电阻温度效应 ΔR′=RαΔt 2）电阻丝与试件或弹性元件的线膨胀系数不同而引起的电阻变化。 ΔR″=RK0(β1-β2) Δt 电阻应变式传感器 四、应变片的温度补偿 1、温度影响的来源： 温度变化Δt后，电阻丝电阻总的变化量为 ： ΔR=ΔR′+ΔR″=R［α+K0(β1-β2)］Δt 电阻应变式传感器 四、应变片的温度补偿 2、温度补偿 1）贴补偿应变片法。 2）自补偿法 。 当α+K0(β1-β2) =0时，ΔR=0，即可实现实现温度自补偿的目的。 吸收式测功器 有效功率：发动机输出轴上所发出的功率。 式中 M——发动机输出扭矩，N·m； n——输出轴的转速，r/min。 发动机的有效功率是间接地从扭矩和转速的直接测量结果经上式计算得到。 吸收式测功器 扭矩的测定方法： 1、吸收法 吸收法是用某种装置给轴以制动力矩，与发动机功相当的制动功以热的形式散发，测量这时的制动力矩就可求得发动机输出扭矩。由于是把发动机的功全部吸收，故称为吸收式测功器，或简称为测功器。 2、传递法 测定发动机与被驱动机械的连接轴的扭转或应变，即测轴传递的扭矩，故称为传递式测功器，或简称扭矩仪。 吸收式测功器 一、水力测功器 1、工作原理 水力测功器的基本工作原理，是利用在水中旋转的运动物体，使水产生涡流运动，形成摩擦阻力矩。在此过程中，机械能转换成热能，使水的温度升高，从而吸收内燃机的功率。 根据作用力矩与反作用力矩大小相等、方向相反的原理，当转子转速稳定时，水对外壳所产生的摩擦力矩等于内燃机带动转子旋转传给水的扭矩。 吸收式测功器 吸收式测功器 吸收式测功器 一、水力测功器 1、工作原理 设测力机构测得制动力为F(N)，力臂为L(m)，则制动力矩Mk=FL，所测得的制动功率为 吸收式测功器 一、水力测功器 1、工作原理 对于某一具体