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應變式感測器能夠測量哪些物理參數

發布時間:2023-07-13 17:58:49

㈠ 應變片式感測器能做什麼測量請例舉出2種用途

電橋式的就是惠斯通電橋!
壓阻式應變壓力感測器的主要由電阻應變片按照惠斯通電橋原理組成。
電阻應變片:一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變感測器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上,當基體受力發生應力變化時,電阻應變片也一起產生形變,使應變片的阻值發生改變,從而使加在電阻上的電壓發生變化。這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小,一般這種應變片都組成應變電橋,並通過後續的儀表放大器進行放大,再傳輸給處理電路(通常是A/D轉換和CPU)顯示或執行機構。
金屬電阻應變片的內部結構
如圖所示,是電阻應變片的結構示意圖,它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途,電阻應變片的阻值可以由設計者設計,但電阻的取值范圍應注意:阻值太小,所需的驅動電流太大,同時應變片的發熱致使本身的溫度過高,不同的環境中使用,使應變片的阻值變化太大,輸出零點漂移明顯,調零電路過於復雜。而電阻太大,阻抗太高,抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。
惠斯通電橋電路原理惠斯通原理
惠斯通電橋是採用比較法的思想對未知電阻進行測量的。測量時選擇一定的比例臂數值(R1/R2)並將電橋量的調整平衡,就可以將待測電阻(Rx)與標准電阻(R0)進行比較,從而確定待測電阻的阻值。

㈡ 電阻應變式感測器是怎樣測量溫度的

電阻應變片的溫度補償方法通常有應變片自補償法和橋路補償法兩類。

應變片自補償法師通過精心選配敏感柵材料與結構參數,使得當溫度變化時,產生的附加應變為零或相互抵消。具體可包括單絲自補償法和雙絲組合式自補償法。

橋路補償法:如下圖所示電橋,其中R1為工作應變片,R2為補償應變片。工作應變片貼在被測試件表面上,R2粘貼在一塊與試件材料完全相同的補償塊上,不承受應變,自由的放在試件上或附近。

當溫度發生變化時,R1和R2的電阻都發生變化,由於溫度變化相同,且R1、R2為相同應變片,所以R1、R2的電阻變化相同,這時電橋輸出不受影響,即是說電橋的輸出與溫度變化無關,只與被測應變有關,從而起到溫度補償的作用。

電阻應變式感測器由彈性敏感元件、電阻應變計、補償電阻和外殼組成,可根據具體測量要求設計成多種結構形式。

彈性敏感元件受到所測量的力而產生變形,並使附著其上的電阻應變計一起變形。電阻應變計再將變形轉換為電阻值的變化,從而可以測量力、壓力、扭矩、位移、加速度和溫度等多種物理量。

(2)應變式感測器能夠測量哪些物理參數擴展閱讀:

感測器中的電阻應變片具有金屬的應變效應,即在外力作用下產生機械形變,從而使電阻值隨之發生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類,金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應小等優點。

測振時,把它固定在被測物上,使儀器的外殼與結構物儀器振動,直接測量的是質量塊相對於外殼的振動。應變式加速度計是將電阻應變效應與系統慣性力原理良好的組合,在實際的測試工作中具有很好的應用性。

在一些電子產品中,會用到一些正溫度系數和負溫度系數的電子元件,以電阻為例正溫度系數的隨溫度升高,電阻值升高,負溫度系數的正好相反。

應用中,比如做一塊感測器,如果單用一種溫度系數的元件,誤差相對會比較大,如果用正負溫度系數的元件相結合,正好正負相平衡,誤差相對會比較小。

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