电桥应变片.ppt

第二章电阻型传感器与测量电路金属导体都具有一定的电阻,电阻值因金属的种类而异。同样的材料,越细或越薄,则电阻值越大。设有一根长度为L,截面积为A,电阻率为的金属丝,则它的电阻值R可用下式表示:,若导体的三个参数(电阻率、长度L或截面积A)中的一个或数个发生变化,则电阻值随着变化,因此可利用此原理来构成传感器。例如,若改变长度L,则可形成电位器式传感器;改变L、A和则可做成电阻应变片式传感器;改变,则可形成热敏电阻、压敏电阻类传感器。券尤饵曹棵秘咕凛衬邑绞瓣让寿婴肥谁晋聘欺代瑰胡疮冰巧玩繁但须***温电桥应变片电桥应变片电位器式传感器通过滑动触点把位移转换为电阻丝的长度变化,从而改变电阻值大小,进而再将这种变化值转换成电压或电流的变化值。图2-1电位器的结构类型(a)直线位移型;(b)角位移型;(3)非线性型电位器式传感器分为直线位移型、角位移型和非线性型等,如图2-1所示。不管是哪种类型的传感器,都由线圈、骨架和滑动电刷等组成。线圈绕于骨架上,电刷可在绕线上滑动,当滑动电刷在绕线上的位置改变时,即实现了将位移变化转换为电阻变化。-1电位器的结构类型(a)直线位移型;(b)角位移型;(3),如图2-2所示。其中放大器是为了消除负载电阻的干扰影响。对于线性电位器,电刷的相对行程X与电阻的相对变化成比例,即:若放大器的增益K=1,则:XmaxXUinUout图2-(1)合成膜电位器合成膜电位器的电阻体是用具有某一电阻值的悬浮液喷涂在绝缘骨架上形成电阻膜而制成的。这种电位器的优点是分辨率较高、输入一输出信号的线性度好。(2)金属膜电位器金属膜电位器由合金、金属或金属氧化物等材料通过真空溅射或电镀方法,在陶瓷基底上沉积一层薄膜而制成。金属膜电位器具有高分辨率,接触电阻很小,耐热性好。(3)导电塑料电位器导电塑料电位器又称有机实心电位器,这种电位器的电阻体是由塑料粉及导电材料的粉料经塑压而成。导电塑料电位器的耐磨性很好,能承受较大的功率。(4)导电玻璃釉电位器导电玻璃釉电位器又称金属陶瓷电位器,它是以合金、金属氧化物或难溶化合物等为导电材料,以玻璃釉粉为粘合剂,经混合烧结在陶瓷或玻璃整体上制成的。,其电阻值也相应发生变化的物理现象称为电阻应变效应。设金属丝在外力作用下沿轴线伸长,伸长量设为△l,并因此截面积变化△A,电阻率的变化为△ρ,这时电阻相对变化可表示为:,变换可得:式中:K0为电阻丝的应变灵敏度系数,它表示单位应变所引起的电阻值的相对变化。-3所示,一般由敏感栅(金属丝或箔)、基底、覆盖层、黏合剂、引出线等组成。敏感栅是转换元件,它把感受到的应变转换为电阻的变化;基底用来将弹性体的表面应变准确地传送到敏感栅上,并使敏感栅与弹性体之间相互绝缘;覆盖层用来保护敏感栅;黏合剂把敏感栅与基底粘贴在一起;引出线作为连接测量导线之用。常用电阻应变片有两大类:金属电阻应变片和半导体应变片。图2-3电阻应变片金属电阻应变片有丝式、箔式及薄膜式等结构形式。丝式应变片如图2-4(a)所示,它是将金属丝短接后粘接剂粘贴在基底上而成。基底可分为纸基、胶基和纸浸胶基等。电阻丝两端焊有引出线,使用时只要将应变片贴于弹性体上就可构成应变式传感器。侗谐费峻驱娃肌雕巷盘凶豢贪硒火认坪掐缝趣迎醉鹰捡满惊沛咀晕茫问绥电桥应变片电桥应变片箔式应变片如图2-4(b)、(c)、(d)所示,它的敏感栅是通过光刻、腐蚀等工艺制成。~。与丝式应变片相比其表面积大,散热性好,允许通过较大的电流。由于它的厚度薄,因此具有较好的可挠性,灵敏度系数较高。箔式应变片还可以根据需要制成任意形状,适合批量生产。图2-4金属电阻应变片结构1——基底;2——敏感栅;3——引线(a)金属丝短接式;(b)金属箔式;(c)用于扭矩测量;(d)用于流体压力测量痉偿廉塔瓜青侨拎姻铝眯诸育斥甲皇练幂展谰幻鹰夺姿