第2章能量控制型传感器.ppt

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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
第2章能量控制型传感器
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 常用的应变片有金属应变片和半导体应变片两类,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。
第2章能量控制型传感器
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,~。敏感栅的纵向轴线称为应变片轴线,根据不同用途,~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,~。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。
第2章能量控制型传感器
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
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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
第2章能量控制型传感器
电阻应变式传感器
应变片是粘贴在弹性敏感元件或被测元件上的,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。
第2章能量控制型传感器
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
第2章能量控制型传感器
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。
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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。
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