第二章电阻式传感器 第二章电阻式传感器 第一节电阻应变式传感器 第二节热电阻式传感器 第三节其他电阻式传感器
第二章 电阻式传感器 第二章 电阻式传感器 第一节 电阻应变式传感器 第二节 热电阻式传感器 第三节 其他电阻式传感器
第二章电阻式传感器 学习目的及要求 1.掌握电阻式传感器的工作原理,即电阻应变效 应的概念。 2掌握应变灵敏度系数K的概念。 3.掌握测量电路中直流电桥的结构及工作原理, 并熟练掌握相关的计算。 4.了解电阻式传感器的特点及应用。 5.掌握热电阻式传感器的工作原理。 6.了解其他常用的电阻式传感器
第二章 电阻式传感器 学习目的及要求: 1. 掌握电阻式传感器的工作原理，即电阻应变效 应的概念。 2. 掌握应变灵敏度系数K0的概念。 3. 掌握测量电路中直流电桥的结构及工作原理， 并熟练掌握相关的计算。 4. 了解电阻式传感器的特点及应用。 5. 掌握热电阻式传感器的工作原理。 6. 了解其他常用的电阻式传感器
第二章电阻式传感器 作业 1、采用阻值R=120g、灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变 片与阻值R=1209的固定电阻组成电桥,供桥电压为4V,并假 定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1E和1000时, 试求单臂工作电桥、半桥以及全桥工作时的输出电压,并比较 三种情况下的灵敏度 R R 2、下图为一直流电桥,供桥电源电 RyU 动势E=3V,R3=R=10092,R1和R2为相 R 同型号的电阻应变片,其电阻均为50 灵敏度系数K=20。两只应变片分别贴 E 于等强度梁同一截面的正反两面。设等 强度梁在受力后产生的应变为50006, RI FI 试求此时电桥输出端电压U R
第二章 电阻式传感器 1、采用阻值R=120Ω、灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变 片与阻值R=120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假 定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1με和1000με时， 试求单臂工作电桥、半桥以及全桥工作时的输出电压，并比较 三种情况下的灵敏度。 2、下图为一直流电桥，供桥电源电 动势E=3V，R3=R4=100Ω，R1和R2为相 同型号的电阻应变片，其电阻均为50Ω， 灵敏度系数K=2.0。两只应变片分别贴 于等强度梁同一截面的正反两面。设等 强度梁在受力后产生的应变为5000με， 试求此时电桥输出端电压U0。 U0 R4 R1 R3 R2 E R1 R2 F 作业
第二章电阻式传感器 第一节电阻应变式传感器 概述 基本原逕:将被测的非电量转换成电阻值通 过测量此电阻值达到测量目的。 电阻应变式传感器是一种利用应变式电阻 将应变转换为电阻变化的传感器 本章目最
第二章 电阻式传感器 基本原理：将被测的非电量转换成电阻值,通 过测量此电阻值达到测量目的。 第一节 电阻应变式传感器 一、概述 电阻应变式传感器是一种利用应变式电阻 将应变转换为电阻变化的传感器。 本章目录
第二章电阻式传感器 二、电阻应变片 导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时,其 电阻值也相应发生变化的物理现象称为电阻应变效应。 设有一根长度为L,截面积为A,电阻率为p的材料, 则它的电阻值R为: △R△O△l△A (2-1) R
第二章 电阻式传感器 二、电阻应变片 导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其 电阻值也相应发生变化的物理现象称为电阻应变效应。 设有一根长度为L，截面积为A，电阻率为ρ的材料， 则它的电阻值R为： A l R = A A l l R R − + = （2-1）
第二章电阻式传感器 △a A=d24 2 横向收缩和纵向伸长的关系可用泊松比表示 △ 将μ代入前式△A4 △Z 式中E为应变,E=Al/l
第二章 电阻式传感器 A=πd²/4 横向收缩和纵向伸长的关系可用泊松比 µ表示 将μ代入前式 式中ε为应变，ε=△ l / l d d A A = 2 l l d d = − 2 = −2 = − l l A A
第二章电阻式传感器 式(2-1)可写成: △R△ AP/Al=E (1+2)+22=(1+2x+2 R K0:材料的应变灵敏度系数,它表示单位应变所引起的 电阻相对变化。 K的大小受到两个因素的影响: >几何尺寸的改变所引起的变化; >材料的电阻率p随应变所引起的变化。 对金属材料以前者为主,对半导体材料以后者为主
第二章 电阻式传感器 式（2-1）可写成： K0：材料的应变灵敏度系数，它表示单位应变所引起的 电阻相对变化。 K0的大小受到两个因素的影响： ➢几何尺寸的改变所引起的变化； ➢材料的电阻率ρ随应变所引起的变化。 0 (1 2 ) (1 2 ) K l l l l l l R R = = + + + + = 对金属材料以前者为主，对半导体材料以后者为主
第二章电阻式传感器 三、电阻应变片的结构 1、金属电阻应变片 丝式 箔式 薄膜式
第二章 电阻式传感器 三、电阻应变片的结构 1、金属电阻应变片 丝式 箔式 薄膜式
第二章电阻式传感器 2、半导体应变片 光导体应变片是利用光导体材料的压阻效应历制 成的一种纯电阻性元件。 对半导体的某一轴向施加一定的载荷而产生应力 时,它的电阻率会发生变化,这种物理现象被称为压 阻效应 (1)体型 (2)薄膜型 (3)扩散型
第二章 电阻式传感器 2、半导体应变片 半导体应变片是利用半导体材料的压阻效应而制 成的一种纯电阻性元件。 对半导体的某一轴向施加一定的载荷而产生应力 时，它的电阻率会发生变化，这种物理现象被称为压 阻效应。 （1）体型 （2）薄膜型 （3）扩散型
第二章电阻式传感器 四、应变片的粘贴技术 粘合剂选择条件: 必须适合应变片基体材料和被测件材料,还要 考虑工作条件、温度、湿度等因素。 常用的粘合剂有: 硝化纤维素粘合剂、酚醛树脂胶、环氧树脂胶 502胶水
第二章 电阻式传感器 四、应变片的粘贴技术 粘合剂选择条件： 必须适合应变片基体材料和被测件材料，还要 考虑工作条件、温度、湿度等因素。 常用的粘合剂有： 硝化纤维素粘合剂、酚醛树脂胶、环氧树脂胶、 502胶水