电阻式传感器应用与发展.doc

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1、电阻式传感器的应用10物(2)刘丹摘要：传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换与之对应有用输岀信号的元器件或装置。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，在经过转换电路变成电信号输出，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。关键词:电阻；应变式；传感器；原理；应用一、电阻应变式传感器的原理：1.电阻应变片的结构：各种电阻应变片的结构大体相同，一般以合金电阻丝绕成形如栅栏的敏感栅，嬪感栅粘贴在绝缘的基底上，电阻丝的两

2、端焊接引出线，敏感栅上面粘贴有保护用的覆盖层。常用的电阻应变片有两大类即金属电阻应变片和半导体应变片。金属电阻应变片有绕丝式、箔式应变片等结构。绕丝式它是将金属丝按图示形状弯曲后用粘合剂贴在基底上而成的，基底可分为纸基、胶基和纸浸胶基等。电阻丝两端焊有引出线，使用时只要将应变片贴于弹性体就可构成应变式传感器。图1-1金属箔式应变片图1-2金属丝式应变片箔式应变片它是利用照相制版或光刻腐蚀方法，将电阻箔材在绝缘基底下制成各种图形而成的，箔材厚度多在0.001〜0.01mm之间，利用光刻技术可制成适用于各种需要的形状

3、美观的称为应变花的应变片。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屯阻性元件。半导体应变片可分为：体型半导体应变片、薄膜型半导体应变片、扩散性半导体应变片等结构。2.电阻应变效应：用应变片测量受力应变吋，将应变片粘贴于被测对象的表面。在外力作用下,被测对象表面产生微小机械变形吋，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化，通过转换电路转换为相应的电压或电流变化。其存在如下关系式：AR/R=k•£(1)(1)式中:(AR/R)为电阻变化率;k为灵敏系数;£为应变值。二、应变式传感器测］原理:利用电桥平

4、衡原理，调节电路使其达到平衡，即电桥输出电压U0=0・当其屮某一个电阻(R1到R4中)发生变化时,电桥平衡被破坏，此吋输出电压U0不为零，利用电压变化可反映电阻阻值的变化.现将其屮一个或几个电阻换成应变片，并将其粘贴于待测器件上，先调节电桥平衡,再对器件施加压力使器件发生形变(应变片亦随Z发生了形变)，此时，应变片电阻发生变化，电桥输出电压也发生变化，输出电圧的变化即可反映器件的受力情况。三、电阻应变式传感器的应用行业：电阻应变式传感器广泛应用于仪器仪表、汽车、冶金、矿业、化工、机械、港口码头及公路货站等行业可以

5、说大到国防建设小到日常生活的方方面面，可以说电阻应变片己经完全融入了我们的生活屮。电阻传感器应用的所有行业屮，占其总量最大就是称重行业。称重行业的发展离不开电阻传感器的在其屮的巨大应用。最新的称重仪器屮应用比较先进的就是数字式称重！数字式传感器系统是在传统电阻应变式传感器基础上，结合现代微电子技术、微型计算机技术集成而发展起来的一种新型电子称重技术数字式传感器和比旧式机械地磅有比较突出的优势：首先，数字式传感器采集数据快调试简便高效、适应现场能力强、稳定性高。其次，保密性好，具有防作弊功能，能有效防止遥控器作弊，

6、一旦发现就会口动采取出错报警，有力保障了数据的安全性与准确性。第三，由于数字式传感器具有自动采集预处理、存贮和记忆功能，并具有唯一标记，多只传感器并联组秤后nJ分别检查每个传感器的状态，便于故障诊断。高速公路管理系统中的应用：高速公路是现代化的标志，然而高速公路的造价是比较昂贵的，一旦损坏维修也是比较困难和影响较大的，因此对行驶于高速公路的车辆国外都给予载重量的一定限制，以保护高速公路路面，延长使用寿命。特别是当载货卡车超重时增加了路面单位面积的承受圧力，超载将导致路面严重的疲劳和凹陷，同时由于大部分的交通事故都

7、是由于汽车超载引起的。为此有必要对行驶高速公路上的汽车进行重量检测。正是公路和桥梁高昂的维修费和惨剧的事故一次一次的重演，促进了行驶屮称重设备的迅速发展。在高速公路的入口处建造载重检测支路，当载重卡车驶过动态称重桥吋，称重传感器和电子称即自行检查判断，同时给出信号控制交通信号灯。数字式电子汽车秤以其优越的性能被广泛的应用的公路上。以马鞍山屮衡联电气有限公司生产的最新的数字式电子汽车秤为例，它能对温度系数、非线性、滞后和蠕变等进行口动数字化补偿，它运用了多个重传感器能对动态进行测量。该秤可以准确高效的测岀汽车的重量

8、，限制超载违规车辆行驶，保证车辆安全运行，保证公路畅通。同时，又保证公路路面，延长公路使用寿命。虽说该秤有很多优点但也有一些缺点：不能工作在湿度比较大的地方。由于它的面积比较大需要占据比较大的地方，对于高速公路来说会增加一些修建的成本。参考文献：[1]肖斌,高振玲•从应变计现状看电阻式传感器的前景华【〕】•北航天工业学院学报【J】第10卷第2期2000年6刀.【2】高彬,