应变式传感器原理及应用PPT课件

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1、第二章传感检测技术的基本知识航天交通摄象头:CCD传感器指纹传感器传感检测技术传感检测系统的组成一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路、显示记录装置和数据处理装置与执行机构等部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等到功能。被测对象传感器中间变换装置显示装置记录装置数据处理装置物理量电量电量/数字量信息转换信息提取一、传感器1、定义：传感器：以一定精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置。定义含义：传感器是测量装置传感器的输入量是某一被测量传感器的输出量应是便于转换的物理量传感器的输入与输出之间

2、有一定精确程度的对应关系传感器名称：发送器、传送器、变送器、检测器、探头传感器的功用是一感二传，即感受被测信息，并传送出去被测量电量敏感元件、转换元件、基本转换电路被测量输出量敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入的被测量抟换成电路参量。基本转换电路：上述电路参量输入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。辅助电源敏感元件转换元件基本转换电路2、传感器组成传感器是知识密集、技术密集的行业，它与许多学科有关，它的种类十分繁多。为了很好地掌握它、应用它，需

3、要有一个科学的分类方法。3、传感器分类例如位移传感器、压力传感器、振动传感器、温度传感器等。模拟传感器、数字传感器。双向传感器、单向传感器等。按照传感器的用途来分类根据传感器输出是模拟信号还是数字信号根据转换过程可逆与否应变效应取一根细电阻丝，两端接上一台3位半位数字式欧姆表（分辨率为1/2000），记下其初始阻值（图中为10.01）。实验演示：当我们用力将该电阻丝拉长时，会发现其阻值略有增加（图中增加到为10.05）。测量应力、应变、力的传感器就是利用类似的原理制作的。应变效应各种电子秤广泛应用于－应变效应高精度电子汽车衡动态电子秤电子

4、天平应变效应机械秤包装机吊秤金属丝式应变片的基本工作原理2.1金属应变式传感器对于一长为L、横截面积为A、电阻率为ρ的金属丝，其电阻值R为：L受力F2r金属丝式应变片的基本工作原理当电阻丝受到轴向拉力F作用时，金属丝几何尺寸变化引起电阻的相对变化.2.1金属应变式传感器金属丝式应变片的基本工作原理2.1金属应变式传感器应变片的基本结构2.1金属应变式传感器金属电阻应变片主要有三种：金属丝式箔式薄膜式常用结构图示应变片的基本结构2.1金属应变式传感器典型的电阻应变片结构示意图由敏感栅1、基底2、盖片3、引线4和粘结剂等组成。这些部分所选用的材料

5、将直接影响应变片的性能。因此，应根据使用条件和要求合理地加以选择。2341bl栅长栅宽金属丝式应变片基本结构金属丝式应变片的基本结构2.1金属应变式传感器23411-敏感栅由金属细丝绕成栅形。电阻应变片的电阻值为60Ω、120Ω、200Ω等多种规格，以120Ω最为常用。应变片栅长大小关系到所测应变的准确度，应变片测得的应变大小是应变片栅长和栅宽所在面积内的平均轴向应变量。2.1金属应变式传感器2341基底2和盖片3基底用于保持敏感栅、引线的几何形状和相对位置，盖片既保持敏感栅和引线的形状和相对位置，还可保护敏感栅。基底的全长称为基底长，其宽度

6、称为基底宽。金属丝式应变片的基本结构2.1金属应变式传感器2341引线4是从应变片的敏感栅中引出的细金属线。对引线材料的性能要求：电阻率低、电阻温度系数小、抗氧化性能好、易于焊接。大多数敏感栅材料都可制作引线。金属丝式应变片的基本结构2.1金属应变式传感器2341粘结剂用于将敏感栅固定于基底上，并将盖片与基底粘贴在一起。使用金属应变片时，也需用粘结剂将应变片基底粘贴在构件表面某个方向和位置上。以便将构件受力后的表面应变传递给应变计的基底和敏感栅。常用的粘结剂分为有机和无机两大类。有机粘结剂用于低温、常温和中温。常用的有聚丙烯酸酯、酚醛树脂、有

7、机硅树脂，聚酰亚胺等。无机粘结剂用于高温，常用的有磷酸盐、硅酸、硼酸盐等。金属丝式应变片的基本结构应变片的基本结构2.1金属应变式传感器金属箔式应变片利用光刻、腐蚀等工艺制成一种很薄的金属箔栅，厚度一般在0.003~0.010mm，粘贴在基片上，上面再覆盖一层薄膜而制成。应变片的基本结构2.1金属应变式传感器金属箔式应变片和丝式应变片相比较，有如下特点。①金属箔栅很薄，因而它所感受的应力状态与试件表面的应力状态更为接近。其次，当箔材和丝材具有同样的截面积时，箔材与粘接层的接触面积比丝材大，使它能更好地和试件共同工作。第三，箔栅的端部较宽，横向

8、效应较小，因而提高了应变测量的精度。②箔材表面积大，散热条件好，故允许通过较大电流，因而可以输出较大信号，提高了测量灵敏度。③箔栅的尺寸准确、均匀，且能制成任意形状