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文档简介

第三章常用传感器的工作原理及应用

第一节电阻式传感器

电阻式传感器测量原理:被测的非电量ΔR

电量输出其基本原理为：设有一根长度为L，截面积为A，电阻率为ρ的金属丝，则它的电阻值R可用下式表示：三个参数：长度L，截面积A，电阻率ρ，如果发生变化，则它的电阻值R随之发生变化，构成不同电阻传感器：1、长度L发生变化——电位器式传感器；2、截面积A、长度L发生变化——电阻应变片传感器；3、电阻率ρ发生变化——热敏电阻、光导性光检测器等。一、电位器式传感器

电位器式传感器通过滑动触点把位移转换为电阻丝的长度变化，从而改变电阻值大小，进而再将这种变化值转换成电压或电流的变化值。电位器式传感器分为直线位移型、角位移型和非线性型等，如图所示。电位器式传感器电路：电位器式传感器一般采用电阻分压电路，将电参量R转换为电压输出给后续电路，如图所示。当触头移动时，输出电压为：二、电阻应变式传感器传感器的工作原理电阻应变片的结构及其分类应变片的粘贴技术测量电路电阻应变式传感受器的应用定量分析：

当金属丝受拉时，长度变化为△L，面积变化为△A，则电阻的变化为：（一）工作原理：（二）电阻应变片的结构及分类金属电阻应变片：金属电阻应变片有丝式、箔式及薄膜式等结构形式。导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值随着发生变化的现象，称为电阻应变效应。半导体应变片：利用半导体材料的压阻效应而制成的一种纯电阻性元件。

体型半导体、薄膜型半导体应变片、扩散型半导体应变片（三）应变片的粘贴技术常用的粘贴剂有：硝化纤维素粘贴剂、酚醛树脂胶、环氧树脂胶、502胶水等。应变片的粘贴包括下列工艺步骤：试件的表面处理确定贴片位置贴片固化粘贴质量检查引线焊接与防护测量转换电路：应变片测量应变是通过敏感栅的电阻相对变化而得到的。测量电阻的微小相对变化是通过测量电路得到的。测量电路主要有：直流电桥和交流电桥直流电桥桥路输出（一）直流电桥1、电桥平衡的条件或2、电压的输出（二）非线性误差及其补偿办法：非线性误差与电阻变化量间的关系：——绝对非线性误差

当电桥的电压灵敏度和电阻的变化较大时，非线性误差就会越大。减小或消除非线性误差的方法：采用差动电桥；a)等臂差动电桥

b)全桥差动电路

减小或消除非线性误差的方法：（三）交流电桥如果电桥的供电电源为交流电压时，这种电桥称为交流电桥。电阻应变式传感器的应用

应变片直接粘贴在试件上，用来测量工程结构受力后的应力分析或所产生的应变，为结构设计、应力校正或分析结构在使用中产生破坏的原因等提供试验数据，如电阻应变仪。在测量齿轮轮齿弯矩或立柱应力时，也常在被测位置处直接粘贴应变片进行测量。将应变片粘贴在弹性元件上，进行标定后作为测量力、压力、位移等物理量的传感器。

应变式压力传感器应变式加速度传感器应变式位移传感器应变式测力与荷重传感器传感器由弹性元件、应变片和外壳组成薄壁圆环式力传感器

梁式力传感器

轮辐式剪切力传感器

应变式压力传感器应变式压力传感器的测量范围为10

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