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《电阻应变式传感器的应用与发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、电阻应变式传感器学号：090507502309050750140905075002姓名：田坤吴红王林前言电阻式传感器按其工作原理可分为：电阻应变式；电位计式；热电阻式；半导体热能电阻传感器等。目前，传感器的重要性正日益为人们所认识，国内外都已将传感器技术列为优先发展的科技领域之一。而电阻式传感器是把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器。电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、加速度、扭矩等测量仪表是冶金、电力、交通、石化、商业、生物医学和国防等部门进行自动称重、过程检测和实现生产过程自动化不可缺少的工具之一。一、电阻式传感器的
2、发展方向1.普通电阻应变计朝向高精度、使用方便快捷、省力方向发展。随着电阻应变计本身及电子技术的快速发展,对于一般的应力测量要求更加精确、准确、快速以满足人们在各种高效工作中的需求。目前，为了适应越来越广泛的需要,更为优良的酚醛胶、环氧胶、环氧一酚醛胶以及聚酞亚胺胶等也相继问世。但性能更完善的胶粘剂将会有更美好的前景。2．传感器用电阻应变计要求多功能、高稳定性。电阻应变计是一种把应变信号直接转化成电信号的敏感元件,因而适用于制作各种传感器,电阻应变计式传感器主要用于测力(或称重)、压力、加速度、位移、扭矩等。过去电阻应变计式传感器主要用于试验研究工作,而现在,称重传感器和压
3、力传感器往往用于工业检测以及生产线的称重计量和控制。而且在医学和生物工程等方面的使用也有所增加。通常要求传感器具有电信号输出稳定、响应速度快以及体积小、重量轻等,而电阻应变计式传感器都能满足这样的条件。传感器用应变计,除了要求具有良好的温度自补偿以外,往往还要求具有蠕变、滞后、弹性模量自补偿等多种功能,在使用温度范围内具有较高的长期稳定性。3．特殊环境用电阻应变计的多样化及稳定性的提高。特殊环境一般是指高温低温、核辐射、强磁场等条件。场等条件。目前高温下的应变测量,对于粘帖式的高温应变计,在350℃以下温度范围的测量技术比较成熟。而焊接式高温应变计静态应变测量范围为800一
4、1《X洲〕℃，空间技术及原子能反应堆的发展对高温应变计的要求更高。而原子能部门的研究对象,由高速增殖堆转向核裂变堆,高能超导线圈的开发,对高磁场、超低温(一269℃)下应变测量的需求以及各种尖端技术的发展。都刺激着电阻应变计技术的发展。所以提高在高温或低温下的稳定性仍然是电阻应变计研究的重要课题。二、应变式电阻传感器工作原理及其发展现状原理：电阻应变式传感器的工作原理是以应变效应为基础的。它由弹性体、电阻应变片及若干元器件组成。将四片（或8片）电阻应变片粘贴在弹性体上,当有负荷作用时,弹性体在贴片处即产生拉、压成双的弯曲应力（或剪应力）,从而使应变片发生阻值变化,利用惠斯顿
5、电桥电路就可输出电信号（见图1）传感器的工作原理框图如图2所示。电阻应变式传感器按用途可分为:称重传感器、测力传感器、压力传感器、扭矩传感器等。现状：美国于1970一1980年间,在NASA空间开发的高峰期,伴随国内原能汽车、航空及其它重工业等产业部门的技术改造,开发了各种电阻应变计,如美国维谢公司生产的电阻应变计品种规格达4万种以上。日本的每家应变计生产厂也都有上千个以上品种规格。据报道,日本在1988年电阻应变计的生产量为400一450万片。其中,常温环境应力—应变测量用的普通应变计占65%一75%,高温、大应变测量等特殊应变计和传感器用应变计占25%~35%。我国的电
6、阻应变计技术自八十年代中期引进国外生产技术以来,应变计的产质量和数量都有很大提高,据推测,1997年,电阻应变计的产量在550~600万片左右,其中传感器用片(特别是称重传感器用片)约占65%一75%,一般应力分析用片占25%一31%,而特殊用应变计不足1%。三、电阻应变式传感器的应用1、天平称重传感器B的一头固定在天平底座D上,被称物体F对称盘A产生压力F1,F1使传感器产生变形,应变片受力后拉伸或压缩,电桥失去平衡,同时产生差动信号,通过输出端1、2、3、4传送到天平的测量线路,然后由天平的线路来完成整个天平的测量过程。2、检测耗能设备有关参数电阻应变式侧力传感器在功率
7、测定方面的应用就是这种例子2测功机广泛应用于使用中的汽车、拖拉机、飞机、船舶、工程机械、矿山机械的实际抢出功率和工作效率的在线检测,它为设备优化设计和质检提供可亦的数据。以前的测功机采用机械刻度盘式,目前正逐渐被带徽机的数显式测功机所取代。功率测定对于确定新设计的动力机械的工作能力、能源消耗、效率、使用寿命及安全性能等都是一个极为重要的特性参数,对老设备进行技术改造也需要进行功率测定。功率测定的首要问题是选择合适的测力传感器,这种传感器既要满足一定的技术指标,又要满足设备的结构尺寸要求。例如,SL型传感器就是为改造
