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基于电阻式传感器的温度检测系统
基于电阻应变式传感器的
温度检测系统
学号 1303240116
姓名 张辉
班级 13 富士康(1 )班
指导老师 邢晓敏
设计任务
设计并制作基于电阻应变式传感器的温度检测电路。
原理流程如下:
传感器采集温度 放大器 模拟多路开关 采样保持
值 器
数字显示电路 A/D 转换器
1 应变式传感器的测量电路
1.1 电路简介
电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应,将各种力学量
转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片式电阻应变式传感器的核
心元件,其工作原理是基于材料的电阻应变效应,电阻应变片即可单
独作为传感器使用,又能作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感
器。
导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象叫做电阻应变
效应。电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R 后,由于应变量及相
应电阻变化一般都很微小,难以直接精确测量,且不便处理。因此,
要采用转换电路把应变片的△R/R 变化转换成电压或电流变化。其转
换电路常用测量电桥。
直流电桥的特点是信号不会受各元件和导线的分布电感及
电容的影响,抗干扰能力强,但因机械应变的输出信号小,要求用高
增益和高稳定性的放大器放大。
下图为一直流供电的平衡电阻电桥, 接直流电源E:
当电桥输出端接无穷大负载电阻时,可视输出端为开路,此
时直流电桥称为电压桥,即只有电压输出。
当忽略电源的内阻时,由分压原理有:
u u u u
o BD AB AD
R R
1 4
E( )
R R R R
1 2 3 4
R R R R
= E 1 3 2 4
(R R )(R R )
1 2 3 4
满足条件R1R3=R2R4 时,即R1/R2=R3/R4,即电桥平衡。称为
平衡条件。
应变片测量电桥在测量前使电桥平衡,从而使测量时电桥输
出电压只与应变片感受的应变所引起的电阻变化有关。
若差动工作,即 R1=R-△R,R2=R+△R,R3=R-△R,R4=R+△R,则电
桥输出为
2 2
(R R) (R R) E
uo
(R R) (R R) (R R) (R R)
R
E
R
kE
常规的电阻应变片 K 值很小,约为 2,机械应变度约为
0.
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