3(电阻、电容式位移)3(电阻、电容式位移).ppt

小型压阻式固态压力传感器(续) 绝对压力传感器(P2抽真空) 压阻式固态压力传感器内部结构 信号处理电路 应用:投入式液位传感器 安装高度h0处水的表压: p1=?gh1 液位高度: h=h0+h1=h0+p1 /（?g） 投入式液位计 压阻式固态压力传感器用于投入式液位计：p1的进气孔用柔性不锈钢隔离膜片隔离，并用硅油传导压力而与液体相通。 隔离、承压膜片可以将腐蚀性的气体、液体与硅膜片隔离开来。  投入式液位传感器安装方便，适应于深度为几米至几十米，且混有大量污物、杂质的水或其他液体的液位测量。 投入式液位计(续) 投入式液位计外形 压阻式固态 压力传感器 光柱显示器 橡胶背压管 2、电阻应变仪 上图所示的静态应变仪测量范围：±19999με； 分辨率： 1με；电桥电压：直流2.5V； ?应变片：120Ω或其他阻值； 测量点数：8/16点； 电阻应变仪（续） 右图所示的静动态应变仪技术指标： 量程：1±10000με 频率范围：0-150kHz 平衡方式：手动 精度：0.3% 零点飘移：- /℃：±0.1με- /24小时：±0.5με 灵敏度变化：- /℃：±0.05%- /24小时：±0.3% 信噪比：52dB 电阻应变仪（续） 接线端子 材料应变的测量 斜拉桥上的斜拉绳应变测试 绪论 电桥调零 调节RP，最终可以使R1?/R2?=R4/R3（ R1?、R2?是R1、R2并联RP后的等效电阻），电桥趋于平衡，Uo被预调到零位，这一过程称为调零。图中的R5是用于减小调节范围的限流电阻。 （1）单臂半桥 R1为应变片，其余电阻为固定电阻 （2）双臂半桥 R1、R2为应变片，R3、R4为固定电阻 。应变片R1 、R2 感受到的应变?1-?2以及产生的电阻增量正负号相间，可以使输出电压Uo成倍地增大。 （3）四臂全桥 全桥的四个桥臂都为应变片，如果设法使试件受力后，应变片R1 ~ R4产生的电阻增量（或感受到的应变?1~?4）正负号相间，就可以使输出电压Uo成倍地增大。 桥路的温度补偿原理 当环境温度升高时，桥臂上的应变片温度同时升高，温度引起的电阻值漂移数值一致，可以相互抵消，所以全桥的温漂较小；双臂半桥也同样能克服温漂。 [结论]上述三种工作方式中，四臂全桥工作方式的灵敏度最高，双臂半桥次之，单臂半桥灵敏度最低。采用全桥（或双臂半桥）还能实现温度自补偿。 四、应变效应的应用 应变效应的应用十分广泛。它可以测量应变应力、弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量。电阻应变片的应用可分为两大类：第一类是将应变片粘贴于某些弹性体上，并将其接到测量转换电路，这样就构成测量各种物理量的专用应变式传感器。应变式传感器中，敏感元件一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为桥路；第二类是将应变片贴于被测试件上，然后将其接到应变仪上就可直接从应变仪上读取被测试件的应变量。 1、应变式传感器 （1）应变式力传感器 应变式力传感器（环式） F F F F 应变式力传感器（悬臂梁） 各种悬臂梁 各种悬臂梁 F F 固定点 固定点 电缆 （2）应变式荷重传感器 荷重传感器上的应变片在重力作用下产生变形：轴向变短，径向变长。 应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置 R 1 R 2 R 4 应变式荷重传感器外形及受力位置 F F F F 汽车衡 汽车衡 汽车衡称重系统 荷重传感器计算公式 当KF为常数时，桥路所加的激励源电压Ui越高，满量程输出电压Uom也越高。 荷重传感器应用估算 例2-2 现用图2-8所示的荷重传感器称重。当桥路电压为6V时，测得桥路的输出电压为24mV，求被测荷重为多少吨。 解：从图2-8所示的荷重传感器铭牌上得到F m=100?103N，KF= 2mV/V， 根据公式有： 在上面介绍过的汽车衡示意图中，共使用了4个荷重传感器，量程Fm =20t， 灵敏度KF =2.5mV/V，使用4个独立的桥路电源，每一个电源电压均相等， Ui =12V，四个荷重传感器的输出串联，总的输出电压Uo =24mV， 请估算汽车的质量。 汽车在钢板上有少许的前、后、左、右偏位，是否会影响测量结果？为什么？ 荷重传感器用于构件的称重 荷重传感器 （共 3个，120度分布，以达到均衡目的） 底座 垫块 电缆 构件 电子秤 磅秤 超市打印秤 远距离显示 电子天平 电子天平的精度可达十万分之一