應變式傳感器

1、傳感器與檢測技術（第2傳感器與檢測技術（第2版） .3.2電阻式壓力傳感器電阻式壓力傳感器主要用于測量流動介質（如液體、氣體）的動態(tài)或靜態(tài)壓力。這類傳感器大多采用膜片式或筒式彈性元件。（a（a）應力變化（b）應變片粘貼位置圖3.13膜片式壓力傳感器圖3.13為膜片式壓力傳感器，電阻應變片貼于膜片內壁，在壓力P作用下，膜片產生徑向應變和切向應變，它們的大小可分別表示為：3P（1卩2）（R2-3X2）3.65）3.66）=3.65）3.66）r8h2E3P（1一卩2）（R2一X2）=t8h2E式中：R、h分別為膜片的半徑和厚度X離圓心的徑向距離P膜片上均勻分布的壓力卩一材料的泊松比E材料彈性模量。

2、由式（3.65）、（3.6）可得出以下結論1）X=0時，即在膜片中心位置的應變?yōu)椋?rt3P（1一卩2）R28h2E_3.67）2）x=R時，即在膜片邊緣處的應變?yōu)椋簭V0（368）3P（1一3P（1一卩2）R24h2E（3.69）可見徑向應變的絕對值比在中心處高一倍。3）x二R3時：e二0(3.70)r它們分別如應變分布圖3.13(a)所示。由圖還可知：切向應變始終為非負值，中心處最大；而徑向應變有正有負，在中心處和切向應變相等，在邊緣處最大，是中心處的兩倍。在x二R/c3處徑向應變?yōu)?,貼片時要避開此處，因為不能感受切向應變，且反映不出徑向應變的最大或最小特征，實際意義不大。根據(jù)上述特點，一

3、般在膜片圓心處沿切向貼兩片叫佇感受罕因為圓心處切向應變最大；在邊緣處沿徑向貼兩片(竹，R根據(jù)上述特點，一般在膜片圓心處沿切向貼兩片叫佇感受罕因為圓心處切向應變最大；在邊緣處沿徑向貼兩片(竹，R3)感受e因為邊緣處徑向應變最大；然后接成全橋測量電路，以提高靈敏度和實現(xiàn)溫度補償。3.3.3電阻式液體重量傳感器(b)接線原理圖(a)結構圖圖(b)接線原理圖(a)結構圖圖3.17電阻式液體重量傳感器圖3.17是測量容器內液體重量的插入式傳感器示意圖。該傳感器有一根傳壓桿，上端安裝微壓傳感器，下端安裝感壓膜，它用于感受液體的壓力。當容器中溶液增多時，感壓膜感受的壓力就增大。將傳感器接入電橋的一個橋臂，則

4、輸出電壓為：U二S-hpg(3.71)o式中：S傳感器的傳輸系數(shù)p液體密度g重力加速度h位于感壓膜上的液體高度。hpg表征了感壓膜上方的液體的重量。對于等截面的柱形容器，有Qhpg=(3.72)AQ容器內感壓膜上方液體的重量A柱形容器的截面積。由式（3.71）、（3.72）可得到容器內感壓膜上方液體的重量與電橋輸出電壓間的關系：“S-QU=（3.73）oA式（3.73）表明：電橋輸出電壓與柱形容器內感壓膜上方液體的重量呈正比關系。在已知液體密度的條件下，這種方式還可以實現(xiàn)容器內的液位高度測量。3.3.4電阻式加速度傳感器應變電阻式加速度傳感器的結構如圖3.18所示。等強度梁的自由端安裝質量塊，另一端固定在殼體上；等強度梁上粘貼四個電阻應變敏感元件；通常殼體內充滿硅油以調節(jié)系統(tǒng)阻尼系數(shù)。等強圖3.18應變電阻式加速度傳感器的結構測量時，將傳感器殼體與被測對象剛性連接，當被測物體以加速度a運動時，質量塊受到一個與加速度方向相反的慣性力作用，使懸臂梁變形，導致其上的應變片感受到并隨之產生應變