第2章 能量控制型传感器.ppt

?第2章能量控制型传感器第2章能量控制型传感器? 电阻应变式传感器 电容式传感器 电感式传感器 电阻应变式传感器? 电阻应变效应导体或半导体在外界力的作用下产生机械形变,其电阻值也随着发生变化,这种现象称为电阻应变效应。下面我们以金属丝应变片为例分析这种效应。 应变片结构类型与粘贴 ,金属应变片分为金属丝式、箔式和薄膜式三种;半导体应变片分为体型、扩散型、薄膜型和 PN 结元件等类型, 如图 2-1 所示。 电阻应变式传感器?金属丝式应变片由敏感栅、基底和覆盖层、黏结剂、引线组成,如图 2?2所示。其中敏感栅是应变片最重要的部分,一般栅丝直径为 0. 015~0 . 05mm 。敏感栅的纵向轴线称为应变片轴线,根据不同用途,栅长可为 0. 2~200mm 。基底和覆盖层用以保持敏感栅及引线的几何形状和相对位置,并将被测件上的应变迅速准确地传递到敏感栅上。因此基底做得很薄,一般为 0. 02~0 . 4mm 。覆盖层起保护敏感栅作用。基底和覆盖层用专门的薄纸制成的称为纸基,用各种黏结剂和有机树脂膜制成的称为胶基,现多采用后者。 电阻应变式传感器图 2-1 各种应变片结构图 a)金属丝式应变片 b)金属箔式应变片 c)体型半导体应变片 1—基片 2— Si片 3—引线 电阻应变式传感器图 2-2 金属丝式应变片结构示意图 1—引线 2—覆盖层 3—基片 4—敏感栅 电阻应变式传感器? ,传感器的性能在很大程度上取决于粘贴质量,所以黏合剂的选择要考虑基片的材料、工作环境、潮湿程度、稳定性、是否加温加压以及粘贴时间等因素。(1) 试件的表面处理为了保证良好的黏合度, 粘贴表面应保持平整、光滑,无杂质、油污及表面氧化层等。 电阻应变式传感器?(2) 确定贴片位置在应变片上标出敏感栅的纵向、横向中心线,在试件被测点处画出中心线,粘贴时使两者重合。(3) 粘贴先在处理后的试件表面和应变片的基底各涂一层薄而均匀的胶水,然后将应变片贴在被测点上,并在应变片上覆盖一层聚乙烯塑料薄膜并加压,将多余的胶水和气泡排出,加压时要注意防止应变片错位。(4) 固化根据所使用的黏合剂的固化工艺要求进行固化处理和时效处理。(5) 粘贴质量检查检查粘贴位置是否合格,黏合层是否有气泡和漏贴,敏感栅是否有短路或断路现象以及敏感栅的绝缘性能等。(6) 引线的焊接与防护检查合格后即可焊接引线。 电阻应变式压力传感器的组成 电阻应变式传感器?应变片正常工作时需依附于弹性元件,可以通过两种形式实现应变片的粘贴。一种是将应变片直接粘贴于压力?位移型弹性元件(只有平膜片容易实现)的应变处,在弹性元件实现压力?位移变换的同时,也实现了应变?电阻值的变换。另一种是粘贴在力?应变型弹性元件表面,通过压力?位移型弹性元件实现压力?力的变换,再通过粘贴有电阻应变片的力?应变型弹性元件实现力?应变?电阻值的转换。最后,把应变片接入测量电桥的桥臂,通过测量电路把电阻值转换成电压或电流信号,送至显示仪表。电阻应变式压力传感器结构原理框图如图 2?3所示。 电阻应变式传感器图 2-3 电阻应变式压力传感器结构原理框图? -应变型弹性元件常用的力-应变型弹性元件有柱形弹性元件、悬臂梁和薄壁环等。