第二章，第1、2、3节，133页，9M，传感器与检测技术课程课件.ppt

《自动检测技术及应用》第二章 电阻传感器第一节　电阻应变传感器第二节　测温热电阻传感器第三节　气敏电阻传感器 统一书号：ISBN 978-7-111-19926-X作者：梁森，欧阳三泰，王侃夫附带光盘 第二章 电阻传感器 本章学习电阻式传感器的原理及应用，包括：电阻应变片、测温热电阻、气敏电阻等。 第一节 电阻应变传感器 导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。 电阻应变传感器主要由电阻应变片及测量转换电路等组成。 一、应变原理演示 二、应变片的工作原理 设有一长度为、截面积为A、半径为r、电阻率为?的金属单丝，它的电阻值R可表示为 微应变(με) 对于不同的金属材料，K 略微不同，一般为2左右。而对半导体材料而言，由于其感受到应变时，电阻率? 会产生很大的变化，所以灵敏度比金属材料大几十倍。 应变片用于测量力F的计算公式 由材料力学可知，?x=F /(AE)，所以?R /R又可表示为  应变片的应用 将应变片粘贴在斜拉绳表面，可测量斜拉绳所受的拉力 二、应变片的种类与结构 应变片可分为金属应变片及半导体应变片两大类。 金属丝式应变片蠕变较大，金属丝易脱胶，逐渐被箔式所取代。但金属丝式应变片价格便宜，多用于大批量、一次性试验。 箔式应变片中的箔栅是金属箔通过光刻、腐蚀等工艺制成的。箔式应变片与片基的接触面积大得多，散热条件较好，在长时间测量时的蠕变较小，一致性较好，目前广泛用于各种应变式传感器中。 金属丝式应变片的结构 半导体应变片 半导体应变片的主要优点是灵敏度高；缺点是：灵敏度的一致性差、温漂大、电阻与应变间非线性严重。 在使用时，需采用半桥、全桥温度补偿及非线性补偿措施。 箔式应变片的外形 应变片主要性能指标举例 上表中，哪几个型号是半导体应变片？依据是什么？ 应变片的粘贴示意： 1. 检查通断 2 .在选定贴应变片的位置划出十字线 3 .再用细砂纸精磨(45度交叉纹) 4.用棉纱或脱脂棉花沾丙酮清洁结构表面,擦洗2~3遍后，表面不可再用手接触 5.用透明胶带将应变片与构件临时固定,移动胶带位置使应变片达到正确定位 6. 在应变片的反面涂上一滴胶水，多少视应变片面积而定 ，胶水量不宜过多 7.将塑料薄膜盖在应变片上，用母指按压挤出多余胶水,按压时间一般1分钟，室温低时适当延长 8.为了使胶水快速固化，可用电吹风加热处理（注意距离）,用万用表测量应变片绝缘电阻值，应大于20MΩ 9.将应变片引线焊接在接线片上，焊点要光滑牢固。引线不能绷紧，需形成弧线与接线片相连 10.将连接应变仪的导线焊接在接线片上（注意焊接质量）,把导线用绝缘胶带固定在构件上，再一次检查应变片质量 11.在应变片周围涂上硅胶（防潮需要） 12.硅胶固化后应变片粘贴工作完毕,在连接应变仪前再次检查应变片的阻值和绝缘情况 应变片在测量现场的粘贴： 1. 去污：采用手持砂轮工具除去构件表面的油污、漆、锈斑等，并用细纱布交叉打磨出细纹以增加粘贴力 ，用浸有酒精或丙酮的纱布片或脱脂棉球擦洗。 应变片的粘贴： 1. 去污：采用手持砂轮工具除去构件表面的油污、漆、锈斑等，并用细纱布交叉打磨出细纹以增加粘贴力 ，用浸有酒精或丙酮的纱布片或脱脂棉球擦洗。 2.贴片：在应变片的表面和处理过的粘贴表面上，各涂一层均匀的粘贴胶 ，用镊子将应变片放上去，并调好位置，然后盖上塑料薄膜，用手指揉和滚压，排出下面的气泡 。 3.测量 ：从分开的端子处，预先用万用表测量应变片的电阻，发现端子折断和坏的应变片。 4.焊接：  将引线和端子用烙铁焊接起来，注意不要把端子扯断。 5.固定： 焊接后用胶布将引线和被测对象固定在一起，防止损坏引线和应变片。 三、测量转换电路——不平衡电桥 为什么要使用不平衡电桥 什么是电桥 三、测量转换电路——不平衡电桥 电桥平衡的条件 ：R1/R2=R4/R3  调节RP ，最终可以使R1?/R2?=R4/R3（ R1?、R2?是R1、R2并联RP后的等效电阻），电桥趋于平衡，Uo被预调到零位，这一过程称为调零。 图中的R5的作用是什么？又称为