1、第四章 电阻应变式传感器,勃底特兹明,应变片所测的应变，是应变片基长内的平均值,指示应变,机械应变,指示应变,时间,10%真实应变,真实应变,指示应变,应变计的机械滞后特性,应变计的蠕变和零漂特性,应变极限,应变波在各种材料中的传播速度不同,对于正弦波输入信号 电阻应变片的误差与 （应变片的基长） 和 （输入信号频率）成正比与 （应变波 传播速度）成反比电阻应变片工作频率取决于试件材料和应变片的基长,电阻应变式传感器的构成,弹性敏感 元件,应变片,测量 电路,辅助 电源,被测非电量,应力、应变、挠度,电阻变化,电压、电流,减小测量电桥非线性误差，一是减小量程,（减小R），二是降低应变片的灵敏度
2、K。,应变片（电阻） 测量 直流电桥（电压）平衡条件最佳阻值近似公式精确公式,单臂桥 电压误差,电压,结论有前提,结论有前提,电桥采用恒流供电与恒压供电相比非线性误差并未消除，仅仅减小一倍，对于电压输出灵敏度并未改善。 3.采用高桥臂比，较小桥路输出非线性 思考：如果改为两路恒流源供电情况会如何？应变片串联电压输出灵敏度？（改变）应变片并联电压输出灵敏度？（未改变）,应变片本身,两种材料膨胀系数不同,桥路补偿,-,+,+,-,2,3,o,工作膜片,补偿膜片,差动电桥,质量块的质量 m阻尼系数 C弹性体的刚度 K被测体绝对位移 质量块绝对位移 质量块相对位移 电阻应变片加速度传感器的物理模型,弹
3、簧的弹性力 阻尼器阻尼力 质量块的惯性力 当受力平衡时，有 则有 （1） 由 ，可得 代入式（1）（2）,对（2）式进行拉斯变换（3） 得到传递函数令 传感器的固有频率相对阻尼比 代入上式，有 （4）,当被测物体作简谐运动时，即 式中 被测物体运动角频率。 在正弦信号作用下，做傅里叶变换，即， 式（4）变换为式(5)(5),幅频特性为 （6） 相频特性为（7）令则 （8）被测体线加速度， 。,当 时 ，则（8）式变为（9）质量块相对位移 （加速度） 若采用等强度梁作弹性元件，则 为梁的挠度。由式（315） ，将其代入式（9）得由式（314） 得 （10）,令 ，结构参数确定后为常数，则加速度，
4、所以 （线性函数） 应变片加速度传感器系统框图传递函数框图,质量块： 由 ， 得 等强度梁：由 ， 得 应变片： 由 ，得 差动电桥：由 ， 得 所以，应变片式加速度传感器输出电压为（11） 对式（11）进行标度变换，得到被测体加速度为,4.6.3组合式压力传感器,R,R,R,R,波纹管,双端固定梁,本章小结 电阻应变效应 应变片测量电路（单臂桥、半桥、全桥）环境温度引起误差 补偿（桥路、自补偿、热敏电阻）电阻应变片的应用,测量,静态特性 动态特性,自身 两种材料,应变式压力传感器（平膜片、组合） 应变式加速度传感器,1.电阻应变片的工作原理（应变效应），灵敏度系数 , ,K是由于横向效应引起的，一般情况K0等于2左右。 2.电阻应变片的种类、特点、结构和主要参数。 3.应变片可测输入信号的频率 4. 直流电桥的分类，各类桥路输出电压与电桥灵敏度及非线性误差的关系。 5.温度对电阻式应变片的影响，常用的补偿方法。 6.应变式传感器的结构。,
