电阻式传感器ppt课件.ppt

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1、传感器理论与技术SensorTheoryandTechnology3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3电阻式传感器3.1电阻应变片的工作原理3.2电阻应变片（计）的种类、参数3.3电阻应变片的温度误差及其补偿3.4电阻应变片的型号代码3.5应变式传感器的信号调理电路3.6典型电阻应变式传感器3.7案例讨论、系统设计3电阻式传感器3.1电阻应变片的工作原理1电阻应变效应2应变片的结构3电

2、阻-应变特性S=πr2dS/S=2·dr/rσ=E·ε3电阻-应变特性推得：定义：电阻丝的灵敏系数（物理意义）：单位应变所引起的电阻相对变化量。其表达式为3电阻-应变特性灵敏度系数K受两个因素影响一是应变片受力后材料几何尺寸的变化，即1+2μ二是应变片受力后材料的电阻率发生的变化，即（∆ρ/ρ）/ε。对金属材料：1+2μ＞＞(∆ρ/ρ)/ε对半导体材料：(∆ρ/ρ)/ε＞＞1+2μ3电阻-应变特性3电阻-应变特性3.2电阻应变片的种类、参数1电阻应变片的种类应变片的粘贴：1.打磨：采用手持砂轮工具除去构件表面的油污、

3、漆、锈斑等，并用细纱布交叉打磨出细纹以增加粘贴力，用浸有酒精或丙酮的纱布片或脱脂棉球擦洗。1电阻应变片的种类2.贴片：在应变片的表面和处理过的粘贴表面上，各涂一层均匀的粘贴胶，用镊子将应变片放上去，并调好位置，然后盖上塑料薄膜，用手指揉和滚压，排出下面的气泡。1电阻应变片的种类3.测量：从分开的端子处，预先用万用表测量应变片的电阻，发现端子折断和坏的应变片。1电阻应变片的种类4.焊接：将引线和端子用烙铁焊接起来，注意不要把端子扯断。1电阻应变片的种类5.固定：焊接后用胶布将引线和被测对象固定在一起，防止损坏引线和应变

4、片。6.保护1电阻应变片的种类1电阻应变片的种类1电阻应变片的种类1电阻应变片的种类1电阻应变片的种类1电阻应变片的种类1电阻应变片的种类3.1电阻应变片的工作原理3.2电阻应变片（计）的种类、参数3.3电阻应变片的动态特性3.4电阻应变片的温度误差及其补偿3.5电阻应变片的型号代码3.6应变式传感器的信号调理电路3.7典型电阻应变式传感器3.8案例讨论、系统设计3.9电阻应变式传感器小结3电阻式传感器2应变片的主要参数2应变片的主要参数2应变片的主要参数2应变片的主要参数2应变片的主要参数零点漂移和蠕变对于粘贴好

5、的应变片，当温度恒定时，不承受应变时，其电阻值随时间增加而变化的特性，称为应变片的零点漂移。产生原因：敏感栅通电后的温度效应；应变片的内应力逐渐变化；粘结剂固化不充分等。如果在一定温度下，使应变片承受恒定的机械应变，其电阻值随时间增加而变化的特性称为蠕变。一般蠕变的方向与原应变量的方向相反。产生原因：由于胶层之间发生“滑动”，使力传到敏感栅的应变量逐渐减少。这是两项衡量应变片特性对时间稳定性的指标，在长时间测量中其意义更为突出。实际上，蠕变中包含零漂，它是一个特例。3.3电阻应变片的温度误差及补偿1应变片的温度误差由

6、于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差，又称热输出。产生应变片温度误差的主要因素有两个方面：1)电阻温度系数的影响2）线膨胀系数的影响1温度误差产生的原因1)电阻温度系数的影响应变片电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：式中:Rt——温度为t时的电阻值；R0——温度为t0时的电阻值；α0——金属丝的电阻温度系数；Δt——温度变化值，Δt=t-t0。当温度变化Δt时，电阻丝电阻的变化值为：1温度误差产生的原因2)弹性体（试件）材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响当试件与电阻

7、丝材料的线膨胀系数相同时：环境温度变化不会产生附加变形。当试件与电阻丝材料的线膨胀系数不同时：环境温度变化，电阻丝会产生附加变形，从而产生附加电阻变化。设电阻丝和试件在温度为0℃时的长度均为l0,它们的线膨胀系数分别为β丝和β试，若两者不粘贴，则它们的长度分别为：ls=l0(1+β丝Δt)lg=l0(1+β试Δt)1温度误差产生的原因L丝=l0(1+β丝Δt)L试=l0(1+β试Δt)当两者粘贴在一起时，电阻丝产生的附加变形Δl、附加应变εβ和附加电阻变化ΔRβ分别为：1温度误差产生的原因ls=l0(1+βsΔt)l

8、g=l0(1+βgΔt)3)温度变化Δt形成的总电阻相对变化：结论：因环境温度变化而引起的附加电阻的相对变化量，除了与环境温度有关外，还与应变片自身的性能参数（K,α0,βs）以及被测试件线膨胀系数βg有关。对应的应变：例题1例题1若使应变片在温度变化Δt时的热输出值为零，必须使单丝自补偿应变片的优点是结构简单，制造和使用都比较方便，但它必须在