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时间:2020-03-23
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1、2.6应变式传感器应用举例2.6.1力(荷重)传感器例2-1.柱式力传感器图2-19柱式力传感器FF面积S-ε1+ε2-ε2+ε1截面积SF(a)实心圆柱(b)空心圆柱F轴向布置一个或几个应变片,在圆周方向布置同样数目的应变片,后者取符号相反的应变,以构成差动对。由于应变片沿圆周方向分布,所以非轴向载荷分量被补偿。由材料力学知识,在弹性限度内:杨氏模量面积三式联立解得:故令则:弹性元件上应变片的粘贴和电桥连接,应尽可能消除偏心和弯矩的影响,一般将应变片对称地贴在应力均匀的圆柱表面中部,构成差动对,且处于对臂位置,以减小弯矩的影响。横向粘贴的应变片具有温度补偿作用。u0U0R1R3R5R
2、7R6R8R2R4R6R7R8R2R3R4R5图2-20柱式力传感器应变片的粘贴与桥路连接R1(a)圆柱面展开图(b)桥路连接例2-2梁式力传感器(1)等强度梁(a)等强度悬臂梁FR4R1FhR1、R4lR2、R3一端固定,一端自由,厚度为h,长度l,固定端宽度为b0,力F作用在三角形顶点。其表面应变为:4只应变片此位置上下两侧分别粘有4只应变片,R1、R4同侧;R3、R2同侧,这两侧的应变方向刚好相反,且大小相等,可构成全差动电桥。由于是全差动电桥,应有:所以:供桥电压输出电压杨氏模量(2)等截面梁FR1、R4R2、R3hl(b)等截面悬臂梁R1R4b4只应变片一端固定,一端自由,厚
3、度为h,宽度为b,悬臂外端到应变片中心的距离为l。其应变为:FR1、R4R2、R3hl/2l/2(c)双端固定梁R1R4b4只应变片(3)固定梁悬臂梁是一端固定、一端自由的弹性敏感元件。它的特点是灵敏度比较高。所以多用于较小力的测量。例如,民用电子称中就多采用悬臂梁。当力F(例如苹果的重力)以垂直方向作用于电子秤中的铝质悬臂梁的末端时,梁的上表面产生拉应变,下表面产生压应变,上下表面的应变大小相等符号相反。粘贴在上下表面的应变片也随之拉伸和缩短。得到正负相间的电阻值的变化,接入桥路后,就能产生输出电压。
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