应变片的自补偿法.ppt

电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换成电阻变化的传感器。 传感器的结构是在弹性元件上贴上电阻应变传感器而构成的。 如果被测量物理量作用于弹性元件，则弹性元件的变形会引起应变感应元件的电阻值变化，通过转换电路转换为电量输出，电量变化的大小反映被测量物理量的大小。 应变式电阻传感器是目前测量力、扭矩、压力、加速度、重量等参数中应用最广泛的传感器之一。 第三章应变式传感器，应变式电阻传感器，3.1弹性感应元件3.2电阻应变片的工作原理3.3电阻应变片的种类3.4电阻应变片的特性3.5电阻应变片的测定电路3.6应变式传感器的应用，3.1弹性感应元件，一，概念：变形：因外力物体原弹性变形：外力去除后，原始尺寸和形状的变形完全恢复。 弹性要素：具有弹性变形特征的要素。 应力() :单位截面积s上所施加的力。 应变() :应力引起的长度的相对变化量。 弹性模量(e ) :根据钩定律，在材料的弹性范围内/是常数。 二、常见的弹性敏感元件、转换力的弹性敏感元件、常见的弹性敏感元件、转换压力的弹性敏感元件、应变式载荷传感器外形和应变仪的粘贴位置、4.3电阻应变式传感器、悬臂梁、一端固定、一端自由的弹性敏感元件。 灵敏度比等截面轴和圆环高，用于小力的测量。 等截面分为悬臂梁和等强度悬臂梁，悬臂梁的截面积在任何地方都相等。 在任一指定点a，上下表面的变形大小相等，符号相反。 设梁的截面厚度为h，宽度为b，全长为l。 来自自由端L0的在等截面梁的不同部位发生的变形不相等，最大变形在梁的根部发生，对用电阻应变式传感器粘贴应变计的位置提出了很高的要求。 等截面悬臂梁，当力f作用于梁的自由端时，沿梁全长的应变在任何地方都相等，其灵敏度与梁的长度方向的坐标无关。 应变片的为了保证等应变性，必须在梁的两斜边交点上施加力f。 等强度悬臂梁、3.2电阻应变片的工作原理、电阻应变片的工作原理是应变效应，即导体和半导体材料在外力的作用下发生机械变形时，其电阻值变化的现象被称为“应变效应”。 电阻线的电阻率l电阻线的长度57348； a-电阻线的截面积。 金属电阻线不受力时的电阻，在电阻线上作用有拉伸力f时，其中r是电阻线的半径是电阻线材料的泊松比e是半导体材料的弹性模量，电阻线的灵敏度系数，半导体应变片与金属电阻应变片相比，灵敏度高，温度系数大，非线性严重。 1、金属电阻应变片的种类线式电阻应变片：敏感栅格是直径0.010.05mm的电阻线平行排列。 箔式电阻应变片：敏感栅格是利用光刻、腐蚀等工艺制作的薄金属箔栅格。 3.3应变仪的种类、线式电阻应变仪的结构、线式电阻应变仪、线式电阻应变仪由敏感栅格、基板、被复层、粘接层和引线等构成。 敏感栅格平行排列着具有直径0.010.05mm高电阻率的金属丝。 常用的电阻线材料有铜镍(康铜)合金、镍铬合金、铂、铂铬合金、铂钨合金、铋线等。 根据基板和被复层的材质可以分为纸基和胶基等。 导线经常使用直径0.100.15mm的镀锡铜线，焊接在敏感网格的两端。 l栅格长b基宽、箔式电阻应变片、箔式电阻应变片的敏感栅格是通过光刻、腐蚀等工艺制作的薄金属箔栅格，其厚度一般为0.0030.01mm，能制作各种形状的敏感栅格(应变花)。优点： 1、制造技术线栅尺寸准确，线均匀，大批量生产时电阻值偏差小，可以制作任意形状以适应不同的测量要求。 电阻线网格的基本长度可以较小，适用于应变梯度大的情况。 2 .横向效果小。 3、表面积与截面积之比大，散热性能好，能通过的电流大。 4、柔软性好，蠕变小，疲劳寿命长。 5、生产效率高，生产技术自动化容易。 电阻应变片的型号包括类别、基材的种类、标准电阻-敏感栅格长度、敏感栅格结构形式、极限工作温度、自补偿符号(温度和蠕变补偿)和布线方式。 如bf350-3aa80(23)n6-x所示，B:是应变片的种类(B:箔式； T:特殊用途Z:专用(特别指卡马箔) F:是基材的种类(B:玻璃纤维强化合成树脂； F:改性酚； A:聚酰亚胺； E:苯酚-缩醛； Q:纸浸胶； J:聚氨酯； 350:表示标准电阻3 :表示敏感栅格长度(mm )的AA :表示敏感栅格结构的形式的80 :极限工作温度() 23 :表示温度自补偿或弹性模量自补偿码(9:钛合金用； M23:铝合金用； 11:用于合金钢、马氏体系不锈钢、沉淀硬化型不锈钢的16:奥氏体系不锈钢和铜系材料的23:铝合金用； 27:镁合金用； )； N6:表示蠕变自补偿符号(蠕变符号：T8、T6、T4、T2、T0、T1、T3、T5、N2、N4、N6、N8、N0、N1、N3、N5、N7、N9)； x :接线方式(X:标准引线焊接方式； D:点焊接点C:焊接端开放的U:完全开放，焊接引线F:完全开放，不焊接引线的X*:特别要求焊接圆引线，*表示引线的长度BX* :特别需要焊接扁平引线*表示导线的长度Q*:焊接漆包线，* .表示导线的长度G*:焊接高温导线，*表示导线的长度)。 电阻应变片形式的编织规则，对金属电阻线材料有以下要求的值大，即相同长度、相同截面积的电阻线上具有大电阻值的、喀、喀、喀、喀、圭、圭、圭的焊接性能好，与其他金属的接触电位小、348； 机械强度高，具有优异的机械加工性能。 康铜是目前应用最广泛的应变片材料，是2金属电阻应变片的材料，3.4电阻应变片的特性，1，几何尺寸2，电阻值3，灵敏度系数4，横向效应5，绝缘电阻6，最大工作电流7，动态响应特性8，应变片的温度误差和补偿，1，几何尺寸，几何尺寸栅极长度l是应变片敏感栅极的轴线方向的长度。 基底宽度b是传感器网格在与应变计的轴线垂直的方向上的最外侧的距离。 应变片测定的应变是被测定部件的基长内的平均应变值。 目前应变片的最小基础长度为0.2mm，最大达到300mm。 一般的制造商有应变片的基本长度系列。 2、电阻值、电阻值r是指，即使未粘贴应变计也不受力的情况下，在室温下测量的电阻值。 应变片的电阻值也有60、120、250、350、600、1000等系列，其中最常用的是120。 电阻值大，施加电压大，输出信号大，但敏感的网格尺寸也大。 当具有初始电阻值r的应变片贴在试验片的表面时，试验片受到的力引起的表面应变传递至应变片的敏感栅格，产生电阻的相对变化R/R。 57350； 式中，是应变片的轴向应变。 将K=(R/R)/定义为应变片的灵敏度系数。 因为横向效应，K5 :R2的应变为零，可以用作温度补偿片。 等强度梁的截面是等腰三角形，集中力f作用于三角形的顶点，在梁内的各截面上产生的应力相等，表面上的任意位置的应变也相等，因此被称为等强度梁。 因为梁的各点应变相等，所以粘贴应变片的位置不严格。、3、悬臂梁式力传感器悬臂梁式力传感器的灵敏度比等截面轴和圆环高，可用于小力的测量。 电子秤、电子秤与机械秤相比，有以下优点：(1)响应速度快。 (2)结构简单，体积小，重量轻。 (3)称量信号(结果)可以远距离传输。 用电脑进行数据处理，自动显示测量结果。 实现生产过程的自动化。 (4)具有优异的防潮防腐蚀性能。 能在机械秤不动的严酷环境下工作：稳定性好，机械磨损少，使用方便，寿命长。 4、应变式压力传感器应变式压力传感器多采用隔膜式或盒式弹性元件。 5、应变式容器内液体重量(液位)传感器，应变式容器内液体重量传感器，Uo=U1-U2=(K1-K2)hg、K1、K2是传感器传感器传感系数Q容器内压敏膜上面溶液的重量A柱形容器的截面积。 电阻应变式加速度传感器的结构图，6、应变式加速度传感器、传感器壳体与被测量物刚性连接，被测量物以加速度a运动时，质量体受到与加速度方向相反的惯性力而使悬臂梁变形，该变形被粘贴在悬臂上的应变片所感觉，随之产生应变电阻的变化引起由应变片构成的桥电路的不平衡，输出电压，可以得到加速度a的值的大小。 应变片加速度传感器不适用于频率高的振动和冲击，但是一般来说频率适用于1060Hz的范围。 7、电阻应变片，只要将应变片直接贴在被测量部件上，与应变片连接，就能从应变片直接读取相应的应变值。 是用于测量电阻应变片应变量的器具。 实际测量时，把应变片贴在被测量点上，连接应变片的测量桥，用应变片直接求出被测量点的应变值。 电阻应变计有静态、动态