傳感器-應(yīng)變片模板

箔式應(yīng)變傳感器性能研究與應(yīng)用9-11周13:30【實(shí)驗(yàn)任務(wù)】理解傳感器的工作過程、方法和應(yīng)用技術(shù)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹恳?、培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題通過自行查閱資料，設(shè)計(jì)電路，再由實(shí)驗(yàn)室所提供的實(shí)驗(yàn)儀器確定方案，自主實(shí)驗(yàn)的能力。二、掌握傳感器的工作原理和性能，學(xué)習(xí)傳感器的應(yīng)用方法?！緦?shí)驗(yàn)儀器】傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺、應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、砝碼若干（每個(gè)20g)、導(dǎo)線若干、實(shí)驗(yàn)?zāi)K電源線

【實(shí)驗(yàn)要求】一、查閱相關(guān)資料，寫出電阻應(yīng)變片的轉(zhuǎn)換原理；二、直流電橋的工作原理和特性，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，方案中包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)電路、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表格。三、比較單臂、半橋的靈敏度并用其稱重。四、寫出實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)。五、采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。六、寫出實(shí)驗(yàn)總結(jié)。一、什么是傳感器定義：能將感受到的物理量（如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等）轉(zhuǎn)換成便于測量的量（一般是電學(xué)量如電壓、電流）的一類元件。優(yōu)點(diǎn)：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后，就可以很方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制了。分類：光電傳感器、熱電傳感器、

電阻傳感器、電感傳感器、壓電傳感器、霍爾傳感器、聲敏傳感器、濕敏傳感器等等。電阻應(yīng)變式傳感器：眾多的傳感器中，有一大類是通過電阻參數(shù)的變化來實(shí)現(xiàn)非電量電測目的的，它們統(tǒng)稱為電阻式傳感器。

分為：金屬箔式和半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片二、電阻應(yīng)變片傳感器組成：電阻應(yīng)變片傳感器由粘貼了電阻應(yīng)變敏感元件的彈性元件和變換測量電路組成。原理：被測力學(xué)量作用在一定形狀的彈性元件上（如懸臂梁、雙孔懸臂梁等）使之產(chǎn)生形變；粘貼在其上的電阻應(yīng)變敏感元件將力學(xué)量引起的變形轉(zhuǎn)化為自身電阻值的變化；再由變換測量電路將電阻的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化后輸出。電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種。電阻應(yīng)變式傳感器基本結(jié)構(gòu)1引出線:作為連接測量導(dǎo)線用，對測量精度至關(guān)重要；2電阻絲也叫敏感柵:是應(yīng)變片的轉(zhuǎn)換元件，傳感器的核心構(gòu)件；3粘結(jié)劑:它的作用是將電阻絲與基底粘貼在一起；4基底:是將傳感器彈性體的應(yīng)變傳送到敏感柵上的中間介質(zhì)，并起到在電阻絲和彈性體之間的絕緣作用和保護(hù)作用；5覆蓋層:是一層薄膜，起到保護(hù)敏感柵的作用；測量電路單臂電橋電路【實(shí)驗(yàn)原理】

應(yīng)變片是最常用的測力傳感元件。當(dāng)用應(yīng)變片測試時(shí)，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測試體表面，測件受力發(fā)生形變，應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。通過測量電路，轉(zhuǎn)換成電信號輸出顯示。電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種。

當(dāng)電橋平衡時(shí)，橋路對臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個(gè)電阻R1、R2、R3、R4中，電阻的相對變化率分別為△R1/R1、△R2/R2、△R3/R3、△R4/R4，當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)，；當(dāng)二個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作，則有

儀器調(diào)零：連接主機(jī)與模塊電路電源連接線，差動(dòng)放大器增益置于最大位置（順時(shí)針方向旋到底），差動(dòng)放大器“+”“—”輸入端對地用實(shí)驗(yàn)線短路。輸出端接電壓表2V檔。開啟主機(jī)電源，用調(diào)零電位器調(diào)整差動(dòng)放大器輸出電壓為零，然后拔掉實(shí)驗(yàn)線，調(diào)零后模塊上的“增益、調(diào)零”電位器均不應(yīng)再變動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)步驟及內(nèi)容】（圖1）單臂電橋?qū)嶒?yàn)線路1.R1、R2、R3為模塊上的固定標(biāo)準(zhǔn)電阻，

R為應(yīng)變計(jì)（可任選上梁或下梁中的一片）圖中每兩個(gè)節(jié)之間可理解為一根實(shí)驗(yàn)連接線，注意連接方式，勿使直流激勵(lì)電源短路。一、研究單臂應(yīng)變性能2.確認(rèn)接線無誤后開啟主機(jī)，并預(yù)熱數(shù)分鐘，使電路工作趨于穩(wěn)定。調(diào)節(jié)模塊上的WD電位器，使橋路輸出為零。3.在雙孔懸臂梁上依次放上砝碼，記錄一個(gè)輸出電壓值，并記入下表：4.

根據(jù)表中所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上作出V-X曲線，計(jì)算靈敏度S：S=ΔV/ΔX。（由于位移測量時(shí)容易造成零點(diǎn)偏移，在計(jì)算時(shí)可將正ΔX和負(fù)ΔX的靈敏度分開計(jì)算，再求平均值）位移X（mm）18.00017.00016.000…8.000電壓V（v）1、把R1換成反方向的應(yīng)變片，重復(fù)上述操作即可。并和單臂電橋進(jìn)行靈敏度的比較，得出結(jié)論。二、研究半橋應(yīng)變的稱重應(yīng)用質(zhì)量M（g）020406080100120140160180200電壓V（v）2、根據(jù)表中所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上作出V-M曲線，計(jì)算靈敏度S：S=ΔV/ΔM。1、實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，在用實(shí)驗(yàn)連接線接好各系統(tǒng)并確認(rèn)無誤后方可打開電源，各信號源之間嚴(yán)禁用連接線短路，主機(jī)與實(shí)驗(yàn)?zāi)K的直流電源連接線插頭與插座連接時(shí)尤要注意標(biāo)志端對準(zhǔn)后插入，如