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電阻應變式傳感器的應用

        電阻應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變測量儀電阻應變式傳感器的應用可概括為兩個方面:

        ①直接用來測定結構的應變或應力。例如,為了研究機械、橋梁、建筑等某些構件在工作狀態下的受力、變形情況,可利用不同形狀的應變片,粘貼在構件的預定部位,測得構件的拉、壓應力及扭矩、彎矩等,為結構設計、應力校核或構件破壞的預測等提供可靠的實驗數據;

        ②將應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變,再由應變片轉換為電阻的變化。在運用電阻應變式傳感器時,應注意到一些問題,例如機械滯后、零漂、絕緣電阻等。出現這些問題的原因往往與應變片的粘工藝有關,如黏結劑的選擇、應變片的保護、彈性體的表面加工與清洗等。此外,由于應農片電陽的溫度敏感性,當周圍環境溫度變化或自身工作電流的影響,均會由于溫升導致阻他賽化。帶來測量誤差,在這種情況下還需進行溫度補償。電阻應變片已是一種使用方便、適應性強、比較完備的器件,具有廣闊應用前景。

應變式傳感器的種類

 1.應變式測力傳感器

    力傳感器是試驗技術和工業測量中用的較多的一種傳感器,其中又以采用應變片的應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動機的地面測試等,按照彈性元件結構型式 (如柱形筒形、環形、梁式、輪幅式等) 和受載性質(如拉、壓、彎曲和剪切等) 分為許多種類型應變式傳感器中使用四個相同的應變片。當被測力變化時,其中兩個應變片感受拉伸應變,電阻增大,另外兩個應變片感受壓縮應變,電阻減小。通過四臂電橋將電阻轉換為電壓的變化。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,視其彈性體的結構形式有單一式和組合式之分單一式是指應變片直接粘貼在受壓彈性膜片或筒上。膜片式應變壓力傳感器的結構、應力分布及布片,與固態壓阻式傳感器相似。

    組合式壓力傳感器則由受壓彈性元件 (膜片、膜盒或波紋管) 和應變彈性元件 (如種梁) 組合而成。前者承受壓力,后者粘貼應變片。兩者之間通過傳力件傳遞壓力作用這種結構的優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境。

3.應變式位移傳感器

    應變式位移傳感器是把被測位移量轉變成彈性元件的變形和應變,然后通過應變片應變電橋,輸出正比于被測位移的電量。它可用來測量靜態與動態的位移量。因此,既要求彈性元件剛度小,對被測對象的影響反力小,又要求系統的固有頻率高,動態頻響特性好。按彈性元件結構形式的不同,應變式位移傳感器可分為彈簧組合式、梁式、弓形等幾類。

4.其他應變式傳感器

    利用應變片除可構成上述幾種主要傳感器外,還可構成其他應變式傳感器。如通過彈性元件和應變片,可構成應變式扭矩傳感器等。應變式傳感器結構與設計的關鍵是彈性體型式的選擇與計算、應變片的合理布片與接橋。

 

 

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