电阻应变片式荷重传感器原理和应用举例精心整理完整呈现含原理图.doc

电阻应变片式荷 重传感器 简介： 荷重传感器是通过检验受力载体所受的载荷来完成对物体受力的测量的传感器装置。荷重传感器能将从载体传来的压力转化成相应的电信号，从而达到测量的目的。 2、荷重传感器的分类 荷重传感器按原理的不同分为：轴销式荷重传感器、压力式荷重传感器、桥式荷重传感器、滑轮式荷重传感器、轴承座式荷重传感器、拉力式荷重传感器等。 荷重传感器按转换工作原理分类为电磁力式、光电式、液压式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类传感器，以电阻应变式使用最广。 3、荷重传感器的技术参数 　　1、灵敏度：1.5mv/v±0.1[%] 　　2、非线性与重复性：±0.02~±0.05[%]F·s 　　3、幡度：±0.05[%]F·S/3min 　　4、零点平衡：±1[%]F·S 　　5、零点与额定输出温度系数：±0.03[%]F·S/℃ 　　6、输入阻抗：700±10Ω 　　7、输出阻抗：700±10Ω 　　8、绝缘电阻：≥50MΩ 　　9、工作电压：DC10V~15V 　　10、补偿范围：-10℃~+50℃ 11、允许温度范围：-20℃~+50℃ 4、荷重传感器（电子称）工作原理和使用知识 在 HYPERLINK /chuangqnqi/index.html 称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。本文介绍荷重传感器的工作原理和使用注意事项等知识。 电阻应变式荷重传感器是基于这样一个原理： 弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。 由此可见，电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。下面就这三方面简要论述荷重传感器工作原理。? HYPERLINK /2009/0828/news_2NMDAwMDAwMDM2NQ.html 称重传感器原理及其完整电路图 说明：图中，E为9V的叠层电池，R1-R4是称重传感器的4个电阻应变片，R5、R6与W1组成零点调整电路。当载荷为零时，调节RW1使液晶显示屏显示为零。A1，A2为双运放集成电路LM358中的两个单元电路，组成了一个对称的同相放大器，A/D转换器采用ICL7106双积分型A/D转换器，液晶显示采用3液晶显示片。 1、荷重传感器弹性体的原理　　弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变电信号的转换任务。需要说明的是，应变片实际感受的是“平均”状态。 2、传感器电阻应变片电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。他的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：R = ρL/S（Ω） （2—1）　　当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。对式（2--1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。我们有：ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2）用式（2--1）去除式（2--2）得到ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S （2—3）另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则 Δs = 2πr*Δr，所以ΔS/S = 2Δr/r （2—4）从材料力学我们知道Δr/r = -μΔL/L （2—5）其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L= K *ΔL/L （2--6）其中K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L） （２--７）式（2--6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。　　需要说明的是：灵敏度系数K值的大小是