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文档简介

1 变阻器式传感器工作原理 电阻式传感器 2 测量电路 3 金属电阻应变片的结构 a 丝式 b 箔式 电阻应变式传感器工作原理1 金属电阻应变片 4 1 金属电阻应变片 假设一根长度为L横截面积为A电阻率为 则电阻R为 当受到应变作用 L A和 都会发生变化 使得R产生的相对变化为 设金属的截面半径为r 则有 5 根据材料力学理论 对于受拉压得圆杆有 其中 所承受的应变 材料的泊松比 轴向应力 材料的压阻系数E 材料的弹性模量 带入原式有 6 体型半导体应变片的结构1 引线 2 半导体片 3 基片 2 半导体应变片 7 薄膜型半导体应变片的结构1 锗膜 2 绝缘层 3 金属箔基底 4 引线 扩散型半导体应变片的结构1 N型硅 2 P型硅扩散层 3 二氧化硅绝缘层 4 铝电极 5 引线 测量电路直流电桥电路 1 平衡条件 8 直流电桥电路 9 当R无限大时 电桥有输出电压 L 如果R为应变片电阻 初始时应变片未受应变 电桥处于平衡状态 1 此时U 0电桥处于平衡条件 0 10 当电桥R承受应变产生 R的变化时 输出电压为 1 1 假设 n R2R1 R3R4 略去分母中微量则有 R1R1 11 非线性误差的补偿方法 上式是一种理想化的线性关系 是假定应变片电阻 R1R1的相对变化很小 而且可忽略的理想情况 减少和消除非线性误差的方法 有如下几种 1 采用差动电桥 2 提高桥臂比 半差动电桥 在同一试件上分别粘贴两只应变片 一只感受拉力 一只感受压力 两者符号相反 大小相等 半差动电桥不仅能消除非线性误差 而且可使得电压灵敏度比使用单应变片时提高一倍 同时还可起到温度补偿作用 12 全差动电桥电路 若是在同一试件上分别粘贴四片应变片 其中两片受拉力 两片受压力将两个应变符号相同的应变片接在相同的桥臂上 则构成全差动电桥 采用全差动电桥的输出电压是用单应变片工作电桥灵敏度的四倍 是半差动电桥的两倍 13 汽车上的电阻式传感器主要有翼片式空气流量计 节气门位置传感器 半导体压阻式进气压力传感器 加速踏板位置传感器 安全气囊中央碰撞传感器 可变电阻式液位传感器等 电阻式传感器在汽车上的应用 14 几种电阻应变式传感器的原理示意图 a 位移传感器 b 加速度传感器 c 力传感器 d 扭矩传感器 e 压力传感器 15 翼片式空气流量计 图4 16翼片式空气流量计的结构 16 图4 19翼片式空气流量计电路原理 图4 20翼片式空气流量计的工作原理 17 线性输出型节气门位置传感器结构与输出特性 a 结构组成 b 输出特性 线性输出型节气门位置传感器与ECU的连接 18 压阻式进气压力传感器的结构 压阻式进气压力传感器的工作原理 19 加速踏板位置传感器的电路与输出特性1 传感器可调范围 2 控制使用范围 3 全闭 4 全开 20
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