传感器测量悬臂梁挠度.ppt

传感器测量悬臂梁挠度
电阻应变片传感器
磁电式传感器
电容式传感器
电涡流传感器
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目录
悬臂梁挠度计算
(1).以固定端为原点,取直角坐标系。研究右侧梁段的平衡,弯矩方程为:
MA
x
l
A
B
F
FAy
x
(2).列出挠曲线近似微分方程并进行积分。得到:
经两次积分后,依次得:
MA
x
l
A
B
F
FAy
x
悬臂梁挠度计算
(3).在固定端A处,挠度和转角均为零。即当x=0时,
故可得:
由此得到梁的转角方程和挠度方程分别为:
悬臂梁挠度计算
自由端处的挠度为:
在距离固定端为x 的应变值为:
……………………
……………………
由式可得到自由端挠度与x 处应变值的关系:
电阻应变片传感器原理
基底
引线
覆盖层
电阻丝
b
l
弹性敏感元件在感受被测量时将产生变形,使其表面产生应变。而粘贴在弹性敏感元件表面的电阻应变片将随着弹性敏感元件产生应变,因此电阻应变片的电阻值也产生相应的变化。
这样,通过测量电阻应变片的电阻值变化,就可以确定被测量的大小了。
电阻应变式传感器由弹性敏感电阻应变式传感器由弹性敏感元件和电阻应变片组成。
电阻应变片传感器原理
R1
R4
x
l
R2 R3
等截面悬臂梁距离固定端x 处顺着 l 的方向上粘贴R1 R2 R3 R4 电阻应变片,此时R1 R4 受拉,R2 R3 受压,两者发生极性相反的等量应变,将这些应变片连成差动电桥,粘贴应变片处的应变为:
A为梁的横截面积,h为梁的厚度
E为弹性模量
F
U2
电阻应变片传感器原理
全桥差动电路的工作应变片为四个,两个受拉,两个受压。在应变片接入桥路时,将两变形符号相同的应变片接在相对臂内,符号不同的接在相邻臂内。
A
Ui
B
D
C
右图所示的全桥差动电路的输出电压为:
其中R1 =R2 =R3 =R4 =R0
故有:
电阻应变片传感器原理
将代入得:
----S为应变片的灵敏度
由此可知,可根据电桥电压来计算应变片的应变值,进而求出自由端的挠度
由前面可知:
END
磁电式传感器
工作原理:利用电磁感应原理,将输入(运动速度)转换
成线圈中感应电动势输出的传感器。
特点:
有源传感器:不需要提供电源;
具有双向转换特性;
只适用于动态测量。