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电阻应变传感器 电阻应变传感器在交流电桥下的特性测试实验

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电阻应变式传感器的优缺点是什么?

电阻应变式传感器的优缺点:
电阻应变式传感器的优点是精度高,测量范围广寿命长,结构简单,频响特性好,能在恶劣条件下工作,易于实现小型化、整体化和品种多样化等。
它的缺点是对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱,但可采取一定的补偿措施。因此它广泛应用于自动测试和控制技术中。
原理:
电阻应变式传感器(straingauge type transducer )以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成,可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形,并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化,从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。
应用:
常用的电阻应变式传感器有应变式测力传感器、应变式压力传感器、应变式扭矩传感器(见转矩传感器)、应变式位移传感器(见位移传感器)、应变式加速度传感器(见加速度计)和测温应变计等。

电阻应变式传感器,压阻式传感器和压电式传感器的异同点?

从原理上讲,应变式压力传感器,是外界的压力(或拉力)引起应变材料的几何形状(长度或宽度)发生改变,进而导致材料的电阻发生变化.检测这个电阻变化量可以测得外力的大小.
压阻式压力传感器通常是半导体压敏材料.半导体压阻式传感器在受到外力后,自身的几何形状几乎没有什么改变,而是其晶格参数发生改变,影响到禁带宽度.禁带宽度哪怕是非常微小的改变,都会引起载流子密度很大的改变,这最终引起材料的电阻率发生改变.
可见两种材料虽然都对外力变化呈现出电阻的变化,但原理不同.另外,应变式材料对外力的敏感度远远低于半导体压阻材料,后者的灵敏度是前者的约100倍;应变材料特性受温度影响较小,而半导体压阻材料对温度敏感.

电阻应变式传感器的测量电路有哪些

电阻应变式传感器的测量电路有直流电桥。

为了检测应变片电阻的微小变化,需通过测量电路把电阻的变化转化为电压和电流后由仪表读出。在应变式传感器中常用的转换电路是桥式电路。按输入电源性质的不同,桥式电路可厅嫌分为交流电桥和直流电桥两类。在大多数情况下,让春采用的是直流电桥电路。下面以直流电桥为例子分析它的工作原理和特性。

在未施加作用力时,应变为o,此时桥路输出电压Uo也为0,即桥路平衡,由桥路平衡的条件可知,应使4个桥臂的初始电阻R1,R2,R3和R4满足R1R3=R2R4,或是R1/R2=R4/R3,通常取R1=R2=R3=R4即全等臂形式。桥路工作时输入电压Ui保持恒定不变,当4个桥臂电阻的变化值远小于扮滑手初始电阻。

电阻应变式传感器的应用与优缺点

常用的电阻应变式传感器有应变式测力传感器、应变式压力传感器、应变式扭矩传感器、应变式位移传感器、应变式加速度传感器和测温应变计等。

电阻应变式传感器的优点是精度高,测量范围广寿命长,结构简单,频响特性好,能在恶劣条件下工作,易于实现小型化、整体化和品种多样化等。

它的缺点是对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱,但可采取一定的补偿措施。因此它广泛应用于自动测试和控制技术中。

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。

电阻应变式传感器是如何补偿温度的?

电阻应变片的温度补偿方法通常有应变片自补偿法和桥路补偿法两类。

应变片自补偿法师通过精心选配敏感栅材料与结构参数,使得当温度变化时,产生的附加应变为零或相互抵消。具体可包括单丝自补偿法和双丝组合式自补偿法。

桥路补偿法:如下图所示电桥,其中R1为工作应变片,R2为补偿应变片。工作应变片贴在被测试件表面上,R2粘贴在一块与试件材料完全相同的补偿块上,不承受应变,自由的放在试件上或附近。

当温度发生变化时,R1和R2的电阻都发生变化,由于温度变化相同,且R1、R2为相同应变片,所以R1、R2的电阻变化相同,这时电桥输出不受影响,即是说电桥的输出与温度变化无关,只与被测应变有关,从而起到温度补偿的作用。

电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成,可根据具体测量要求设计成多种结构形式。

弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形,并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化,从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。

扩展资料:

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。

测振时,把它固定在被测物上,使仪器的外壳与结构物仪器振动,直接测量的是质量块相对于外壳的振动。应变式加速度计是将电阻应变效应与系统惯性力原理良好的组合,在实际的测试工作中具有很好的应用性。

在一些电子产品中,会用到一些正温度系数和负温度系数的电子元件,以电阻为例正温度系数的随温度升高,电阻值升高,负温度系数的正好相反。

应用中,比如做一块传感器,如果单用一种温度系数的元件,误差相对会比较大,如果用正负温度系数的元件相结合,正好正负相平衡,误差相对会比较小。

参考资料来源:百度百科--电阻应变式传感器

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