第2章-应变式传感器(4)分析课件.ppt
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- 关 键 词:
- 应变 传感器 分析 课件
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1、 电阻式应变传感器作为测力的主要传感器,测电阻式应变传感器作为测力的主要传感器,测力范围小到肌肉纤维,大到登月火箭,精确度可到力范围小到肌肉纤维,大到登月火箭,精确度可到 0.010.010.1%0.1%。有拉压式(柱、筒、环元件)、弯曲。有拉压式(柱、筒、环元件)、弯曲式、剪切式。式、剪切式。 应变式传感器特征:应变式传感器特征: 材料类型材料类型: :金属应变片、半导体应变片金属应变片、半导体应变片 应用范围应用范围: :应变力、压力、转矩、位移、加速度;应变力、压力、转矩、位移、加速度; 优优 点点: :使用简单、精度高、范围大体积小。使用简单、精度高、范围大体积小。 各种电子秤各种电子
2、秤广泛应用于广泛应用于高高 精精 度度 电电 子子 汽汽 车车 衡衡 动态电子秤动态电子秤电子天平电子天平lRSRlSRlS结论:金属材料的结论:金属材料的 主要受主要受影响;非金属材料主要受影响;非金属材料主要受影响!影响!0/12RRk LLLLLLpRR)21()21(设0)21(KLLpRRRR/(12 ) 1敏感元件 2、4基底 3引线应变片组成应变片组成 应变片结构应变片结构箔式应变片结构箔式应变片结构1 应变片的检查与选择应变片的检查与选择2 试件的表面处理试件的表面处理3 底层处理底层处理4 贴片贴片5 固化固化6 粘贴质量检查粘贴质量检查7 引线焊接与组桥连接引线焊接与组桥连
3、接v 半导体应变片又称压阻式传感器半导体应变片又称压阻式传感器 优点:灵敏度高、耗电少、有正负两种应力效应。优点:灵敏度高、耗电少、有正负两种应力效应。 缺点:受温度影响较大。缺点:受温度影响较大。 l 半导体材料的灵敏系数半导体材料的灵敏系数主要由压阻效应引起的电阻主要由压阻效应引起的电阻 率率的变化;灵敏系数远大于金属应变片的灵敏系数。的变化;灵敏系数远大于金属应变片的灵敏系数。 012KE050100K 对半导体对半导体 0/12/R RK 已知固体受力引起的电阻变化为:已知固体受力引起的电阻变化为: 按材料分:按材料分: 金属式:金属式: 丝式、箔式、薄膜型丝式、箔式、薄膜型 半导体式
4、:半导体式: 体型体型、薄膜型、扩散型、外延型、薄膜型、扩散型、外延型、PNPN结型结型 按结构分:单片、双片、特殊形状按结构分:单片、双片、特殊形状 按使用环境:高温、低温、高压、磁场、水下按使用环境:高温、低温、高压、磁场、水下 体型半导体电阻应变片体型半导体电阻应变片对比对比 半导体 压阻效应 内部结构 电阻率变化 金属导体 电阻效应 机械形变 电阻值变化 性能指标性能指标使用面积电阻值灵敏度系数基底材料和形式最大允许工作电流极限温度电阻温度系数灵敏度温度系数应变极限动态特性被测体应变片应变片 应变片温度误差。应变片温度误差。v 因环境温度改变引起的附加电阻变化与环境温因环境温度改变引起
5、的附加电阻变化与环境温 度变化度变化tt有关;有关; v 应变片本身的性能参数应变片本身的性能参数t t、ss; v 试件参数试件参数gg有关。有关。电阻丝阻值与温度关系:电阻丝阻值与温度关系: 0001tttRRtRRt0tgsRRKt因试件使应变片电阻产生附加形变造成的电阻变化因试件使应变片电阻产生附加形变造成的电阻变化00tttRRRRt温度变化温度变化tt时电阻丝的电阻变化时电阻丝的电阻变化当温度变化时当温度变化时 RR1 1=R=RB B,电桥平衡,电桥平衡, 当有应变时当有应变时 R R1 1有增量有增量, ,正比于正比于KK, 补偿片补偿片R RB B无变化无变化 RRB B=0
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