20應(yīng)變式電阻傳感器課件

2.1應(yīng)變式傳感器掌握傳感器工作原理及其性能了解傳感器結(jié)構(gòu)掌握測量電路及其補(bǔ)償方法了解傳感器的應(yīng)用2.1.1工作原理1.金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)電阻應(yīng)變效應(yīng)：當(dāng)金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時 其電阻值將發(fā)生變化F

Δl、ΔA、ΔρΔR應(yīng)變片的電阻值R應(yīng)變片在未經(jīng)安裝也不受外力情況下，于室溫下測得的電阻值電阻系列：60、120、200、350、500、1000Ω

可以加大應(yīng)變片承受電壓，電阻值大輸出信號大，敏感柵尺寸也增大

應(yīng)變片的應(yīng)變極限

在一定的溫度下，應(yīng)變片的指示值和真實(shí)應(yīng)變的相對誤差值不超過一定數(shù)值時的最大應(yīng)變數(shù)值。溫度效應(yīng)應(yīng)變片電阻隨溫度變化必然造成。（三）溫度誤差及其補(bǔ)償1、試件材料的線膨脹系數(shù)引起的誤差。當(dāng)溫度變化△t時，因試件材料和敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，應(yīng)變片將產(chǎn)生附加拉長（或壓縮），引起的電阻相對變化。（三）溫度誤差及其補(bǔ)償2、敏感柵電阻隨溫度的變化引起的誤差。當(dāng)環(huán)境溫度變化△T時，敏感柵材料電阻溫度系數(shù)為，則引起的電阻相對變化為其中①電橋補(bǔ)償法U0R1R4R3URbFFR1Rb電橋補(bǔ)償法優(yōu)點(diǎn)： 簡單、方便，在常溫下補(bǔ)償效果較好缺點(diǎn)： 在溫度變化梯度較大的條件下，很難做到工作片與補(bǔ)償片處于溫度完全一致的情況，因而影響補(bǔ)償效果。②應(yīng)變片的自補(bǔ)償法粘貼在被測部位上的是一種特殊應(yīng)變片，當(dāng)溫度變化時，產(chǎn)生的附加應(yīng)變?yōu)榱慊蛳嗷サ窒?，這種應(yīng)變片稱為溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片。利用這種應(yīng)變片來實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǚQ為應(yīng)變片自補(bǔ)償法。a.選擇式自補(bǔ)償應(yīng)變片b.雙金屬敏感柵自補(bǔ)償應(yīng)變片a.選擇式自補(bǔ)償應(yīng)變片優(yōu)點(diǎn)：容易加工，成本低，缺點(diǎn)：只適用特定試件材料，溫度補(bǔ)償范圍也較窄。由式(2.1.16)可知，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)臈l件為當(dāng)被測試件的線膨脹系數(shù)βg已知時，通過選擇敏感柵材料，使下式成立

(2.1.21)

即可達(dá)到溫度自補(bǔ)償?shù)哪康摹1R2組合自補(bǔ)償法b.雙金屬敏感柵自補(bǔ)償應(yīng)變片敏感柵絲由兩種不同溫度系數(shù)的金屬絲串接組成選用兩者具有不同符號的電阻溫度系數(shù)調(diào)整R1和R2的比例，使溫度變化時產(chǎn)生的電阻變化滿足通過調(diào)節(jié)兩種敏感柵的長度來控制應(yīng)變片的溫度自補(bǔ)償，可達(dá)±0.14μm/℃的高精度③熱敏電阻補(bǔ)償TKRtUiR1＋⊿RR4R3U0R2RtR5分流電阻U