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足球直播电位器式电阻传感器的原理

发布日期:2020-12-11 03:20

  电位器式电阻传感器的原理_物理_自然科学_专业资料。电位器式电阻传感器的原理

  第2章 电阻式传感器 2018/8/17 1 引言 ? ? ? 电阻式传感器的基本原理是将被测量的 变化转换成传感元件电阻值的变化,再 经过转换电路变成电信号输出。 常用来测量力、压力、位移、应变、扭 矩、加速度等。 电阻式传感器的结构简单、性能稳定、 灵敏度较高,有的还适合于动态测量。 2018/8/17 2 2.1 电位器式电阻传感器 ? 电位器是一种常用的机电元件,广泛应 用于各种电器和电子设备中。它是一种 把机械的线位移或角位移输入量转换为 与它成一定函数关系的电阻或电压输出 的传感元件,主要用于测量压力、高度、 加速度、航面角等各种参数的测量 2018/8/17 3 2.1.1 电位器式电阻传感器的原理 ? 1.线 非线性电位器 ? 对角位移式电位器来说,Uа与滑动臂的 旋转角度成正比,即 2018/8/17 5 2018/8/17 6 2.1.2 电位器式电阻传感器的基 本特性及误差 ? 电位器输出端接有负载电阻时,其特性 称为负载特性。 2018/8/17 7 2.1.2 电位器式电阻传感器的基本 特性及误差 ? 阶梯特性及误差 当电刷在多匝导线上移动时,电位器的阻值和输出 电压不是连续变化,而是阶跃式地变化。 阶梯误差。 2018/8/17 8 2.1.3 电位器式电阻传感器结构与 材料 1.线. 非线) 光电电位器 ? 2018/8/17 9 2.1.4 电位器式位移传感器 ? YHD型电位器式位移传感器 1—测杆;2—滑线/8/17 10 2.2 应变式电阻传感器 2.2.1 应变效应和应变式电阻传感器的工作原 理 ? 应变效应是指导体或半导体材料在受到外界 力(拉力或压力)作用时,将产生机械变形,进 而导致其电阻值的变化。 ? 当电阻率ρ、长度 和面积s 一定时,物体的电阻与其电 阻率、长度和横截面积之间 l 的关系,可用式表示为 R ? ? s ? 2018/8/17 11 2.2.2 电阻应变片的种类、材料及 黏贴 电阻丝式应变片基本结构 应变片主要有金属应变片和半导 体应变片两类。金属片有丝式、 箔式、薄膜式3种电阻应变片 2018/8/17 12 2018/8/17 13 应变片的黏贴技术 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 应变片的检查 试件的表面处理 确定贴片位置 黏贴应变片 固化处理 粘贴质量检查 引出线的固定与保护 防潮防蚀处理 14 2018/8/17 R?? l s 2018/8/17 15 2.2.3 电阻应变片的主要特性 ? 1. 横向效应 ? ? 2. 机械滞后、零漂和蠕变 3. 温度效应 16 2018/8/17 应变片参数 ? ? ? ? ? ? (1)标准电阻值(R0) (2)绝缘电阻(RG) (3)灵敏度系数(K) (4)应变极限(ξmax) (5)允许电流(Ie) 允许电流是指应 变片允许通过的最大电流。 (6)机械滞后 17 2018/8/17 2.2.4 电阻应变片的温度误差及补偿 电阻应变片由于温度效应引起的误差为温度 误差。原因有:电阻丝的电阻率随温度发生 变化;电阻丝和试件的线膨胀系数不同使其 产生附加形变。 1.自补偿法 2. 线.直流电路 2.交流电桥 机械应变一般在10 ?ε~3 000 ?ε之间,而应变灵 敏度k值较小,因此电阻相对变化是很小的,用一 般测量电阻的仪表是难直接测出来,足球直播,必须用专门 的电路来测量这种微弱的变化。 2018/8/17 19 1.直流电桥电路 ? 直流电桥电路的4个桥臂是由R1、R2、 R3、R4组成,其中a、c两端接直流电 压Ui,而b、d两端为输出端,其输出电 压为Uo。在测量前,取R1R3 = R2R4, 输出电压为Uo=0。 2018/8/17 20 1.直流电桥电路 ? 当桥臂电阻发生变化,在电桥输出端的 负载电阻为无限大时,电桥输出电压可 近似表示为 R1 R4 ? R2 R3 U0 ? U ?R1 ? R2 ??R3 ? R4 ? 2018/8/17 21 1.直流电桥电路 ? 一般采用全等臂形式,即 R1=R2=R3=R4=R, U i ?R1 ?R2 ?R3 ?R4 Uo ? ( ? ? ? ) 4 R1 R2 R3 R4 2018/8/17 22 电桥工作方式 ? ? ? ① 半桥单臂工作方式 ② 半桥双臂工作方式 ③ 全桥4臂工作方式 2018/8/17 23 ① 半桥单臂工作方式 ? 传感器输出的电阻变化量ΔR只接入电桥 的一个桥臂中,在工作时,其余3个电阻 的阻值没有变化(即 ΔR2=ΔR3=ΔR4=0)。电桥的输出电 U i ?R 压为 Uo ? 4 R ? 灵敏度为 Ui K? 4 24 2018/8/17 ② 半桥双臂工作方式 ? ? 安装两个工作应变片,一个受拉应变, 一个受压应变,接入电桥相邻桥臂,称 为半桥差动电路,电桥的输出电压为 U i ?R Uo ? 2 R 灵敏度为 ? Ui K? 2 25 ? 线性关系,温度补偿等优点。 2018/8/17 ③ 全桥4臂工作方式 ? 若将电桥4臂接入4片应变片,即2个受拉应变, 2个受压应变,将2个应变符号相同的接入相对 桥臂上,构成全桥差动电路。电桥的4个桥臂 的电阻值都发生变化,电桥的输出电压为 Uo ? ?RU i R ? ? 灵敏度为 K ? Ui ? 全桥差动电路没有非线性误差,电压灵敏度是 单片的4倍,具有温度补偿作用。 26 2018/8/17 电桥的线路补偿 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ① 零点补偿 要求电桥的4个桥臂电阻值 相同是不可能的,这样就使 电桥不能满足初始平衡条件 (即U0≠0)。为了解决这 一问题,可以在一对桥臂电 阻乘积较小的任一桥臂中串 联一个可调电阻进行调节补 偿。 2018/8/17 27 2.交流电桥 ? 由于供桥电源为交流电源,引线分布电 容( 和 )使得二桥臂应变片呈现复阻抗 特性。 2018/8/17 28 2 .交流电桥 ? 交流电桥平衡调节 由于分布电容的存在,交流信号的频率会影响电桥 的平衡,故在使用之前,要对电桥进行平衡调节。 2018/8/17 29 2.2.6 应变式测力传感器 ? 应变式传感器由弹性元件、足球直播应变片、附件等组 成。主要用作各种电子称与材料试验机的测力元件、 发动机的推力测试、 水坝坝体承载状况监测等。 ? ? 1.柱(筒)式传感器 2.悬臂式传感器 2018/8/17 30 应变式力传感器 应变式力传感器 F F F 2018/8/17 F 31 各种悬臂梁 2018/8/17 32 各种悬臂梁 F 固定点 F 固定点 2018/8/17 电缆 33 应变式荷重传感器的外形及应 变片的粘贴位置 F R 4 R1 R 2 2018/8/17 34 应变式荷重传感器外形及受力位置(续) F F 2018/8/17 35 汽车衡(以下参考北京远亚兴业商贸有限公司资料 ) 2018/8/17 36 压力传感器 ? 压力传感器主要用于测量流体的压力 2018/8/17 37 位移传感器 ? 应变式位移传感器是把被测位移量转变 成弹性元件的变形和应变,然后通过应 变计和应变电桥,输出正比于被测位移 的电量 2018/8/17 38 加速度传感器 2018/8/17 39 休息一下 2018/8/17 40

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