电阻式应变式传感器.ppt

**荷重传感器原理演示应变式力传感器第64页,共79页，星期六，2024年，6月**当力F作用在弹性悬臂梁自由端时，悬臂梁产生变形，在梁的上、下表面对称位置上应变大小相等，极性相反，若分别粘贴应变片R1、R4和R2、R3，并接成差动电桥，则电桥输出电压Uo与力F成正比。应变式力传感器图1.23梁式力传感器2、梁式力传感器第65页,共79页，星期六，2024年，6月**(1)等截面梁FR1、R4R2、R3hl一端固定，一端自由，厚度为h,宽度为b,悬臂外端到应变片中心的距离为l。此位置上下两侧分别粘有4只应变片，R1、R4同侧；R3、R2同侧，可构成全差动电桥。应变式力传感器图1.24等截面梁式力传感器第66页,共79页，星期六，2024年，6月**(2)等强度梁FhR1、R4lR2、R3力F作用于梁端三角形顶点上，梁内各断面产生的应力相等。不随应变片粘贴位置变化此位置上下两侧分别粘有4只应变片，构成全差动电桥。LR1R3R2R4xFhbb0R4应变式力传感器图1.25等强度梁式力传感器原理图第67页,共79页，星期六，2024年，6月**(3)其它特殊悬臂梁力传感器图1.26特殊粱式力传感器（a）双孔粱；（b）单孔粱；（c）S形粱应变式力传感器第68页,共79页，星期六，2024年，6月**各种悬臂梁应变式力传感器第69页,共79页，星期六，2024年，6月**应变片在悬臂梁上的粘贴及变形应变式力传感器第70页,共79页，星期六，2024年，6月**图1.27薄壁圆环式力传感器示意图3、薄壁圆环式力传感器第71页,共79页，星期六，2024年，6月**4、轮辐式力传感器图1.28轮辐式力传感器示意图(a)结构示意图(b)外形第72页,共79页，星期六，2024年，6月**应用场合汽车衡超市打印秤电子天平人体秤应变式力传感器第73页,共79页，星期六，2024年，6月**P（b）当气体或液体压力作用在薄板承压面上时，薄板变形，粘贴在另一面的电阻应变片随之变形，并改变阻值。这时测量电路中电桥平衡被破坏，产生输出电压。应变片（二）应变式压力传感器1、板式压力传感器图1.29板式压力传感器原理图应变式压力传感器第74页,共79页，星期六，2024年，6月**图1.30膜片式压力传感器应变式压力传感器第75页,共79页，星期六，2024年，6月**应变式压力传感器第76页,共79页，星期六，2024年，6月**当外力F作用在梁的自由端时，固定端产生的应变最大，粘贴在应变片处的应变为2、筒式压力传感器应变式压力传感器第77页,共79页，星期六，2024年，6月**用于物体加速度的测量。依据：a=F/m。（三）应变式加速度传感器应变式加速度传感器测量时，基座固定振动体上，振动加速度使质量块产生惯性力，悬臂梁则相当于惯性系统的“弹簧”，在惯性力作用下产生弯曲变形。因此，梁的应变在一定的频率范围内与振动体的加速度成正比。第78页,共79页，星期六，2024年，6月*感谢大家观看第79页,共79页，星期六，2024年，6月**电桥电压灵敏度定义为分析:(2)电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值n的函数，恰当地选择桥臂比n的值，保证电桥具有较高的电压灵敏度。当E值确定后，n取何值时才能使KU最高？单臂电桥第32页,共79页，星期六，2024年，6月**求得n=1时，电桥电压灵敏度最高，此时有：结论：当电源电压E和电阻相对变化量ΔR1/R1一定时，电桥的输出电压及其灵敏度也是定值，与各桥臂电阻阻值大小无关。单臂电桥第33页,共79页，星期六，2024年，6月**非线性误差及其补偿方法U0与ΔR1/R1的关系是非线性的，非线性误差为理想情况（略去分母中的ΔR1/R1项）：实际情况（保留分母中的ΔR1/R1项）：单臂电桥第34页,共79页，星期六，2024年，6月**如果桥臂比n=1，则：例如：对于一般应变片：所受应变ε通常在5000μ以下，若取K=2，则ΔR1/R1=Kε=0.01，计算得非线性误差为0.5%；若K=130，ε=1000μ时，ΔR1/R1=0.130，则得到非线性误差为6%，故当非线性误差不能满足测量要求时，必须予以消除。单臂电桥第35页