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电阻应变式传感器的应用

        电阻应变式传感器主要有各种力传感器、压力传感器、加速度传感器及各种应变测量仪电阻应变式传感器的应用可概括为两个方面:

        ①直接用来测定结构的应变或应力。例如,为了研究机械、桥梁、建筑等某些构件在工作状态下的受力、变形情况,可利用不同形状的应变片,粘贴在构件的预定部位,测得构件的拉、压应力及扭矩、弯矩等,为结构设计、应力校核或构件破坏的预测等提供可靠的实验数据;

        ②将应变片粘贴于弹性元件上,作为测量力、位移、压力、加速度等物理参数的传感器。在这种情况下,通过弹性元件得到与被测量成正比的应变,再由应变片转换为电阻的变化。在运用电阻应变式传感器时,应注意到一些问题,例如机械滞后、零漂、绝缘电阻等。出现这些问题的原因往往与应变片的粘工艺有关,如黏结剂的选择、应变片的保护、弹性体的表面加工与清洗等。此外,由于应农片电阳的温度敏感性,当周围环境温度变化或自身工作电流的影响,均会由于温升导致阻他赛化。带来测量误差,在这种情况下还需进行温度补偿。电阻应变片已是一种使用方便、适应性强、比较完备的器件,具有广阔应用前景。

应变式传感器的种类

 1.应变式测力传感器

    力传感器是试验技术和工业测量中用的较多的一种传感器,其中又以采用应变片的应变式力传感器为最多、传感器量程从0.1~107N。测力传感器主要作为各种电子秤和材料试验机的测力元件,或用于飞机和航空发动机的地面测试等,按照弹性元件结构型式 (如柱形筒形、环形、梁式、轮幅式等) 和受载性质(如拉、压、弯曲和剪切等) 分为许多种类型应变式传感器中使用四个相同的应变片。当被测力变化时,其中两个应变片感受拉伸应变,电阻增大,另外两个应变片感受压缩应变,电阻减小。通过四臂电桥将电阻转换为电压的变化。这样将获得最大的灵敏度,同时具有良好的线性度及温度补偿性能。

 2.应变式压力传感器

    压力传感器主要用来测量流体的压力,视其弹性体的结构形式有单一式和组合式之分单一式是指应变片直接粘贴在受压弹性膜片或筒上。膜片式应变压力传感器的结构、应力分布及布片,与固态压阻式传感器相似。

    组合式压力传感器则由受压弹性元件 (膜片、膜盒或波纹管) 和应变弹性元件 (如种梁) 组合而成。前者承受压力,后者粘贴应变片。两者之间通过传力件传递压力作用这种结构的优点是受压弹性元件能对流体高温、腐蚀等影响起到隔离作用,使传感器具有良好的工作环境。

3.应变式位移传感器

    应变式位移传感器是把被测位移量转变成弹性元件的变形和应变,然后通过应变片应变电桥,输出正比于被测位移的电量。它可用来测量静态与动态的位移量。因此,既要求弹性元件刚度小,对被测对象的影响反力小,又要求系统的固有频率高,动态频响特性好。按弹性元件结构形式的不同,应变式位移传感器可分为弹簧组合式、梁式、弓形等几类。

4.其他应变式传感器

    利用应变片除可构成上述几种主要传感器外,还可构成其他应变式传感器。如通过弹性元件和应变片,可构成应变式扭矩传感器等。应变式传感器结构与设计的关键是弹性体型式的选择与计算、应变片的合理布片与接桥。

 

 

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