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應變片式傳感器的結構原理及其應用

時間:2021-01-14 點擊次數(shù):

機械傳感器有很多種,如電阻應變片壓力傳感器,半導體應變片壓力傳感器,壓阻壓力傳感器,電感式壓力傳感器,電容式壓力傳感器,共振式壓力傳感器和電容式加速度傳感器。但是,應用最廣泛的卻是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的成本、高精度和良好的線性。

對于壓阻式力敏傳感器,我們首先要了解電阻應變片這類元件。電阻性應變片是把被測部件上的應變變化轉化為電信號的敏感器件。該傳感器是壓阻式應變傳感器的重要組成部分。電阻式應變片主要有兩種類型:金屬電阻應變片和半導體應變片。電阻式應變片有絲狀應變片和箔狀應變片兩種。一般情況下,通過特殊粘合劑將應變片緊密粘結在形成機械應變的基體上,當基體受力發(fā)生應力變化時,電阻應變片也一起產(chǎn)生變形,使應變片的阻值發(fā)生變化,從而引起電阻電壓的變化。一般情況下,應變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化較小,一般情況下,應變片由應變電橋組成,并通過隨后的儀表放大器進行放大,再傳送到顯示或執(zhí)行器,通常為A/D轉換和CPU。

其內在結構:

包括基材、應變絲或應變箔、絕緣保護片及引出線等部分。設計人員可根據(jù)不同用途,設計出電阻應變片的阻值,但應注意電阻的取值范圍:阻值過小,所需的驅動電流過大,同時應變片發(fā)熱導致自身溫度過高,在不同的環(huán)境下使用,使應變片的阻值變化過大,輸出零點漂移明顯,調零電路過于復雜。而且,電阻過大,阻抗過高,不能抵抗外界的電磁干擾。通常都是幾十歐到十幾歐左右。電阻型應變片工作原理:

其工作原理是金屬電阻應變片吸附于基體材料上,隨著機械變形,其應變電阻發(fā)生變化,通常稱為電阻應變效應??梢允褂孟率奖硎窘饘賹w的電阻值:

α-金屬導體電阻率(Ω·cm2/m)

S-導線截面積(cm2)

L-導線長度(m)

就拿線材的應變電阻來說,線材在外力的作用下,其長度和截面積都會發(fā)生變化,從上面的公式可以看出,線材的電阻即會發(fā)生變化,如果線材在外力的作用下被伸長,則線材的長度增加,截面積減小,電阻值就會增加。線材在外力的作用下受壓時,線材的長度減少,而截面增大,電阻值也隨之減少。只需測到電阻加成的變化(通常是測到電阻兩端的電壓),就可以得到應變金屬絲的應變情況。

深圳市力準傳感技術有限公司專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)力值測量傳感器與放大器等顯示儀表。主要產(chǎn)品有稱重傳感器、液壓傳感器、拉壓式傳感器、S型力傳感器、扭矩傳感器、多維力傳感器、位移傳感器、軸銷傳感器、柱式傳感器、壓力變送器、變送器/放大器、控制儀表、以及手持儀等力控產(chǎn)品達千余種,并已獲得多項國家知識產(chǎn)權;

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