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電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用電阻應(yīng)變式傳感器主要有各種力傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器及各種應(yīng)變測量儀電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用可概括為兩個方面: ①直接用來測定結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力。例如,為了研究機械、橋梁、建筑等某些構(gòu)件在工作狀態(tài)下的受力、變形情況,可利用不同形狀的應(yīng)變片,粘貼在構(gòu)件的預(yù)定部位,測得構(gòu)件的拉、壓應(yīng)力及扭矩、彎矩等,為結(jié)構(gòu)設(shè)計、應(yīng)力校核或構(gòu)件破壞的預(yù)測等提供可靠的實驗數(shù)據(jù); ②將應(yīng)變片粘貼于彈性元件上,作為測量力、位移、壓力、加速度等物理參數(shù)的傳感器。在這種情況下,通過彈性元件得到與被測量成正比的應(yīng)變,再由應(yīng)變片轉(zhuǎn)換為電阻的變化。在運用電阻應(yīng)變式傳感器時,應(yīng)注意到一些問題,例如機械滯后、零漂、絕緣電阻等。出現(xiàn)這些問題的原因往往與應(yīng)變片的粘工藝有關(guān),如黏結(jié)劑的選擇、應(yīng)變片的保護(hù)、彈性體的表面加工與清洗等。此外,由于應(yīng)農(nóng)片電陽的溫度敏感性,當(dāng)周圍環(huán)境溫度變化或自身工作電流的影響,均會由于溫升導(dǎo)致阻他賽化。帶來測量誤差,在這種情況下還需進(jìn)行溫度補償。電阻應(yīng)變片已是一種使用方便、適應(yīng)性強、比較完備的器件,具有廣闊應(yīng)用前景。 應(yīng)變式傳感器的種類 1.應(yīng)變式測力傳感器 力傳感器是試驗技術(shù)和工業(yè)測量中用的較多的一種傳感器,其中又以采用應(yīng)變片的應(yīng)變式力傳感器為最多、傳感器量程從0.1~107N。測力傳感器主要作為各種電子秤和材料試驗機的測力元件,或用于飛機和航空發(fā)動機的地面測試等,按照彈性元件結(jié)構(gòu)型式 (如柱形筒形、環(huán)形、梁式、輪幅式等) 和受載性質(zhì)(如拉、壓、彎曲和剪切等) 分為許多種類型應(yīng)變式傳感器中使用四個相同的應(yīng)變片。當(dāng)被測力變化時,其中兩個應(yīng)變片感受拉伸應(yīng)變,電阻增大,另外兩個應(yīng)變片感受壓縮應(yīng)變,電阻減小。通過四臂電橋?qū)㈦娮柁D(zhuǎn)換為電壓的變化。這樣將獲得最大的靈敏度,同時具有良好的線性度及溫度補償性能。 2.應(yīng)變式壓力傳感器 壓力傳感器主要用來測量流體的壓力,視其彈性體的結(jié)構(gòu)形式有單一式和組合式之分單一式是指應(yīng)變片直接粘貼在受壓彈性膜片或筒上。膜片式應(yīng)變壓力傳感器的結(jié)構(gòu)、應(yīng)力分布及布片,與固態(tài)壓阻式傳感器相似。 組合式壓力傳感器則由受壓彈性元件 (膜片、膜盒或波紋管) 和應(yīng)變彈性元件 (如種梁) 組合而成。前者承受壓力,后者粘貼應(yīng)變片。兩者之間通過傳力件傳遞壓力作用這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是受壓彈性元件能對流體高溫、腐蝕等影響起到隔離作用,使傳感器具有良好的工作環(huán)境。 3.應(yīng)變式位移傳感器 應(yīng)變式位移傳感器是把被測位移量轉(zhuǎn)變成彈性元件的變形和應(yīng)變,然后通過應(yīng)變片應(yīng)變電橋,輸出正比于被測位移的電量。它可用來測量靜態(tài)與動態(tài)的位移量。因此,既要求彈性元件剛度小,對被測對象的影響反力小,又要求系統(tǒng)的固有頻率高,動態(tài)頻響特性好。按彈性元件結(jié)構(gòu)形式的不同,應(yīng)變式位移傳感器可分為彈簧組合式、梁式、弓形等幾類。 4.其他應(yīng)變式傳感器 利用應(yīng)變片除可構(gòu)成上述幾種主要傳感器外,還可構(gòu)成其他應(yīng)變式傳感器。如通過彈性元件和應(yīng)變片,可構(gòu)成應(yīng)變式扭矩傳感器等。應(yīng)變式傳感器結(jié)構(gòu)與設(shè)計的關(guān)鍵是彈性體型式的選擇與計算、應(yīng)變片的合理布片與接橋。
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