第3章传感器中的弹性敏感元件(特性)

1、引言变形：物体在外力作用下，形状或尺寸的改变。弹性变形弹性元件：具有弹性变形特性的物体。弹性敏感元件作用：把力、力矩或压力变换成相应的应变或位移;然后由各种转换元件，将被测力、力矩或压力转换成电量。Chapter3 传感器中的弹性敏感元件弹性敏感元件的基本特性 弹性特性作用在弹性敏感元件上的外力与其引起的相应变形（应变、位移或转角）之间的关系。可由刚度或度敏灵来表示。1、刚度弹性敏感元件在外力作用下抵抗变形的能力。xF3B弹性特性弹性特性dxdFxFkx0lim2、度敏灵灵敏度是刚度的倒数弹性敏感元件的连接方式：串联并联dFdxSnninniSS111ninniSS1弹性敏感元件的基本特性 弹

2、性滞后弹性元件在弹性变形范围内，弹性特性的加载曲线与卸载曲线不重合的现象。原因弹性敏感元件在工作时，其材料分子间存在内摩擦。xFx12F弹性滞后现象弹性滞后现象弹性敏感元件的基本特性 弹性后效弹性敏感元件所加载荷改变后，不时立即完成相应的变形，而是在一定时间间隔中逐渐完成变形的现象。 固有频率估算：K刚度 等效震动质量弹性后效现象弹性后效现象x0 x1x2FF0 xemkf21em梁的挠曲线、挠度和转角的概念 挠曲线如图平面弯曲时，梁的轴线将变为一条在梁的纵对称面内的平面曲线，该曲线称为梁的挠曲线。 挠度弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度，用 y表示。 转角弯曲变形时横截面相

3、对其原来的位置转过的角度称为转角，用表示。 挠曲线方程挠度和转角的值都是随截面位置而变的。在讨论弯曲变形问题时，通常选取坐标轴x向右为正，坐标轴y向上为正。选定坐标轴之后，梁各横截面处的挠度y将是横截面位置坐标x的函数，其表达式称为梁的挠曲线方程，即y = f ( x ) 显然，挠曲线方程在截面x处的值，即等于该截面处的挠度。根据微积分知识，挠曲线的斜率为 因工程实际中梁的转角之值十分微小，可近似认为可见，挠曲线在截面位置坐标x处的斜率，或挠度y对坐标x的一阶导数，等于该截面的转角。挠度和转角正负符号的规定：在如图选定的坐标系中，向上的挠度为正，逆时针转向的转角为正。 惯性矩和惯性积的平行移轴

4、公式 如图y轴与z轴是任意选定的参考坐标轴。c为图形的形心，形心坐标为b与a，带有正负符号。图形的面积为A。y轴和z轴是分别平行于y、z轴的形心轴。 在图形中取微面积dA，其坐标存在着如下关系： yycb，zzca 图形对形心轴的惯性矩和惯性积分别为 图形对z轴与y轴的惯性矩和惯性积分别为 上三式中 分别是图形对形心轴z和y的静矩，它们都为零。 因此，图形对y轴与z轴的惯性矩和惯性积分别为 这组公式称为惯性矩与惯性积的平行移平行移轴公式轴公式。 梁的横截面的惯性矩取1232222bhbdyydAyIbdydAhhAzbhyzdy应力与应变 应力 反映物体一点处受力程度的力学量。在外力作用下物体内部产生分布内力。当用假想截面把物体截开时，截面上某一点P处的面积元A上作用有力矢F。对于连续体，当A0时，F与A的比值趋于某一极限， 应变 物体受力产生变形时,体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。线应变 物体内任一点在某方向上的线元因变形产生的长度增量与原长度的比值,又称正应变。PAFA0lim弹性模量E 当材料经受外部的负担时它被弯曲或拉紧。 当卸载负载后材料又回