学习子情境1电阻应变式力传感器单片机接口.pptVIP

敏感栅电阻随温度的变化引起的误差。当环境温度变化△t时，敏感栅材料电阻温度系数为，则引起的电阻相对变化为试件材料的线膨胀引起的误差。当温度变化△t时，因试件材料和敏感栅材料的线膨胀系数不同，应变片将产生附加拉长（或压缩），引起的电阻相对变化1温度误差2（三）温度误差及其补偿相应的虚假应变输出01可得由于温度变化而引起的总电阻变化为02单丝自补偿法组合式自补偿法线路补偿法〔电桥补偿法、热敏电阻〕自补偿法温度补偿温度补偿①电桥补偿法U0R1R4R3URbFFR1RbR1+⊿RRb-⊿RU0R1＋⊿RR4R3URb－⊿R简单、方便，在常温下补偿效果较好，优点：在温度变化梯度较大的条件下，很难做到工作片与补偿片处于温度完全一致的情况，因而影响补偿效果。缺点：电桥补偿法粘贴在被测部位上的是一种特殊应变片，当温度变化时，产生的附加应变为零或相互抵消，这种应变片称为温度自补偿应变片。利用这种应变片来实现温度补偿的方法称为应变片自补偿法。01选择式自补偿应变片01双金属敏感栅自补偿应变片01②应变片的自补偿法优点：容易加工，成本低，缺点：只适用特定试件材料，温度补偿范围也较窄。由式(2.1.16)可知，实现温度补偿的条件为当被测试件的线膨胀系数βg已知时，通过选择敏感栅材料，123使下式成立(2.1.21)即可达到温度自补偿的目的。4a.选择式自补偿应变片b.双金属敏感栅自补偿应变片R1R2组合自补偿法敏感栅丝由两种不同温度系数的金属丝串接组成选用两者具有不同符号的电阻温度系数调整R1和R2的比例，使温度变化时产生的电阻变化满足通过调节两种敏感栅的长度来控制应变片的温度自补偿，可达±0.45μm/℃的高精度③热敏电阻补偿TKRtUiR1＋⊿RR4R3U0R2RtR5分流电阻UURtU=Ui-URtK01直流电桥02非线性误差及其补偿1.1.7电阻应变片的测量电路1.直流电桥直流电桥的工作原理IL=0时电桥平衡平衡条件:R1R4=R2R3R1/R2=R3/R4R1+⊿R1R2R4R3UILRL当电桥后面接放大器时,电桥输出端看成开路.电桥的输出式为：应变片工作时，其电阻变化ΔR01022．不平衡直流电桥的工作原理及灵敏度当ΔRiR(i=1,2,3,4)时，略去上式中的高阶微量，则采用等臂电桥，即R1=R2=R3=R4=R。此时式(2.1.24)可写为电桥供电电压U越高，输出电压U0越大。但是，当U大时，电阻应变片通过的电流也大，若超过电阻应变片所允许通过的最大工作电流，传感器就会出现蠕变和零漂。ΔRiR时，电桥的输出电压与应变成线性关系。若相对两桥臂应变的极性一致，输出电压为两者之和；反之则为两者之差。若相邻两桥臂的应变极性一致，即同为拉应变或压应变时，输出电压为两者之差；若相邻两桥臂的应变极性不同，则输出电压为两者之和。增大电阻应变片的灵敏系数K，可提高电桥的输出电压。上式表明：略去分母中的ΔR1/R1项,假设ΔR1/R11单臂电桥，即R1桥臂变化ΔR，理想的线性关系实际输出电压电桥的相对非线性误差为2.非线性误差及其补偿减小非线性误差采用的措施为：（1）采用半桥差动电桥R1R2FU0R1＋⊿R1R4R3UR2－⊿R2R1＝R2＝R3＝R4=R，ΔR1＝ΔR2=ΔR严格的线性关系电桥灵敏度比单臂时提高一倍温度补偿作用学习子情境1电阻应变式力传感器单片机接口学习情境一变量式传感器与单片机接口1.1.151单片机概述1.1.251架构1.1.38051引脚功能表述1.1.4常见51系列单片机1.1.5金属应变片工作原理1.1.6金属应变片的主要特性1.1.7测量电路1.1.8应变式传感器应用1.1.151单片机概述51单片机的起源1980年Intel推出首款8位单片机-8051Intel在80-82年陆续推出和8051指令系统完全相同，内部结构基本相同的8031、8052和8032等型号单片机，初步形成MCS-51系列，被奉为“工业控制单片机标准”84年intel出售了8051的核心技术PHILIPSATMELADICYGNAL发展至今形成一个有近千种型号的庞大的51单片机家族。1