1、電阻應變片傳感器測量電路測量電路復習復習1、傳感器的組成部分？ 傳感器一般由敏感元件與轉換元件組成。 2、下列屬于按工作原理分類的傳感器是？ （ ） A 電阻式傳感器 B 力傳感器 C位移傳感器 D 壓力傳感器A A2. 傳感器的構成 傳感器一般由敏感元件與轉換元件組成。被測信息敏感元件轉換元件輔助電源信號調理電路輸出信息敏感元件(Sensing element) 是指傳感器中能直接感受被測量的部分轉換元件(Transition element) 是指傳感器中能將敏感元件輸出量轉換為適于傳輸和測量的電信號部分。敏感元件轉換元件 壓 力 作 用 膜片形變（應變） 應變片電阻改變 應變式壓力傳感器

2、結構簡圖金屬電阻應變片金屬電阻應變片3 3、下列不屬于按輸出信號分類的傳感器是？、下列不屬于按輸出信號分類的傳感器是？A A 開關型傳感器開關型傳感器 B B 能量轉換型傳感器能量轉換型傳感器C C 模擬型傳感器模擬型傳感器 D D 數字型傳感器數字型傳感器4 4、常用的應變片可分為兩類、常用的應變片可分為兩類: : ( )( )和和( ( ) )。5、半導體應變片工作原理是基于半導體材料、半導體應變片工作原理是基于半導體材料的的 ( )。金屬電阻應變片的工作原。金屬電阻應變片的工作原理基于電阻的理基于電阻的( )。6、應變效應：、應變效應：SSKllKRR半導體電阻應變片半導體電阻應變片壓阻

3、效應壓阻效應 應變效應應變效應 傳感器的分類(1)(1)按被測物理量分類按被測物理量分類: :(2)(2)按工作原理分類按工作原理分類: :(3)(3)按信號變換特征按信號變換特征: :(4)(4)按被測量與輸出電量之間的關系按被測量與輸出電量之間的關系: :(5)(5)按輸出信號分按輸出信號分: :位移位移, ,力力, ,溫度等溫度等. .電阻式、電容式、磁電式等電阻式、電容式、磁電式等. .物性型物性型, ,結構型結構型. .能量轉換型和能量控制型能量轉換型和能量控制型. .開關型（二值型）、模擬型和數字型開關型（二值型）、模擬型和數字型. .7、金屬應變片有（金屬應變片有（ ）和）和（

4、）。絲式電阻應變片絲式電阻應變片箔式應變片箔式應變片電阻應變片的特性電阻應變片的特性 彈性敏感元件及其基本特性彈性敏感元件及其基本特性 物體在外力作用下而改變原來尺寸或形狀的現象物體在外力作用下而改變原來尺寸或形狀的現象稱為稱為變形變形， 而當外力去掉后物體又能完全恢復其原來而當外力去掉后物體又能完全恢復其原來的尺寸和形狀，這種變形稱為的尺寸和形狀，這種變形稱為彈性變形彈性變形。 具有彈性變具有彈性變形特性的物體稱為形特性的物體稱為彈性元件彈性元件。 物理量物理量應變應變彈性元件應變片電阻變化電阻變化電阻應變片的主要特性電阻應變片的主要特性SSKllKRRRRK/ 不能滿足測量精度要求時不能滿

5、足測量精度要求時, , 應進行必要的修正應進行必要的修正, , 為了減小橫向效應產生的測量誤差為了減小橫向效應產生的測量誤差, , 現在一般多采現在一般多采用箔式應變片。用箔式應變片。3 3、機械滯后、機械滯后 實用中，由于敏感柵基底和粘結劑材料性能，或使用中實用中，由于敏感柵基底和粘結劑材料性能，或使用中的過載，過熱，都會使應變產生殘余變形，導致在恒溫條件的過載，過熱，都會使應變產生殘余變形，導致在恒溫條件下增下增( (加載加載) )、減、減( (卸載卸載) )試件應變的過程中，對應同一機械應變試件應變的過程中，對應同一機械應變所指示應變輸出的不重合。這種不重合性用機械滯后所指示應變輸出的不

6、重合。這種不重合性用機械滯后(Z(Zj j) )來衡來衡量。量。4 4、 應變極限應變極限 應變的線性應變的線性( (靈敏系數為常數靈敏系數為常數) )特性，特性， 只有在一定的應只有在一定的應變限度范圍內才能保持。當試件輸入的真實應變超過某一限值變限度范圍內才能保持。當試件輸入的真實應變超過某一限值時，應變的輸出特性將出現非線性。在恒溫條件下，使非線性時，應變的輸出特性將出現非線性。在恒溫條件下，使非線性誤差達到誤差達到10%10%時的真實應變值，稱為應變極限時的真實應變值，稱為應變極限 limlim。 5、 應變片的溫度誤差應變片的溫度誤差 由于測量現場環(huán)境溫度的改變而給測量由于測量現場環(huán)

7、境溫度的改變而給測量帶來的附加誤差，帶來的附加誤差， 稱為應變片的溫度誤差。稱為應變片的溫度誤差。 產生應變片溫度誤差的主要因素有下述兩產生應變片溫度誤差的主要因素有下述兩個方面。個方面。 1) 電阻溫度系數電阻溫度系數的影響的影響2) 試件材料和電阻絲材料的試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數不同線膨脹系數不同的影響的影響試件材料和電阻絲材料的試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數不同線膨脹系數不同產生附加形變會導致電阻變化產生附加形變會導致電阻變化實驗：雙金屬片電阻應變片的溫度補償方法電阻應變片的溫度補償方法1) 1) 應變片的自補償法應變片的自補償法 這種溫度補償法是利用自身具有溫度補償作用的應這

8、種溫度補償法是利用自身具有溫度補償作用的應變片變片( (稱之為溫度自補償應變片稱之為溫度自補償應變片) )來補償的。來補償的。應變片的自補償法有（應變片的自補償法有（ ）和（）和（ ） 單絲自補償單絲自補償 雙絲組合式自補償雙絲組合式自補償 R1R3RBR4UoR1RB(a )(b )R1工 作 應 變 片 ；RB補 償 應 變 片FFU- 式中式中, , A A為由橋臂電阻和電源電壓決定的常數。為由橋臂電阻和電源電壓決定的常數。當當R R3 3和和R R4 4為常數時，為常數時，R R1 1和和R RB B對電橋輸出電壓對電橋輸出電壓U Uo o的作用方向的作用方向相反相反。 利用這一基本關

9、系可實現對溫度的補償。利用這一基本關系可實現對溫度的補償。2) 橋路補償法n當被測試件不承受應變時當被測試件不承受應變時，R1和和RB又處于同一環(huán)境又處于同一環(huán)境溫度為溫度為t的溫度場中，調整電橋參數使之達到平衡，此的溫度場中，調整電橋參數使之達到平衡，此時有時有 0)(341RRRRAUBo工程上，一般按工程上，一般按R1 = RB = R3 = R4 選取橋臂電阻。選取橋臂電阻。 n 當溫度升高或降低當溫度升高或降低t=t-t0時，兩個應變片因溫度而引起的電阻時，兩個應變片因溫度而引起的電阻變化量相等，電橋仍處于平衡狀態(tài)，變化量相等，電橋仍處于平衡狀態(tài)， 即即 0)()(3411RRRRR

10、RAUBtBton若此時被測試件有應變若此時被測試件有應變的作用，則工作應變片電阻的作用，則工作應變片電阻R1又有新又有新的增量的增量R1=R1K，而補償片因不承受應變，故不產生新的增量，而補償片因不承受應變，故不產生新的增量， 此時電橋輸出電壓為此時電橋輸出電壓為 KRARUo41由上式可知，由上式可知，電橋的輸出電壓電橋的輸出電壓Uo僅與被測試件的應變僅與被測試件的應變有關，有關， 而而與環(huán)境溫度無關。與環(huán)境溫度無關。 應當指出，若要實現完全補償，上述分析過程必須滿足以下應當指出，若要實現完全補償，上述分析過程必須滿足以下4個條件：個條件： 在應變片工作過程中，保證在應變片工作過程中，保證

11、R3=R4 R1和和RB兩個應變片應具有相同的電阻溫度系數兩個應變片應具有相同的電阻溫度系數、線膨脹、線膨脹系數系數、應變靈敏度系數、應變靈敏度系數K和初始電阻值和初始電阻值R0。 粘貼補償片的補償塊材料和粘貼工作片的被測試件材料粘貼補償片的補償塊材料和粘貼工作片的被測試件材料必須一樣，兩者線膨脹系數相同。必須一樣，兩者線膨脹系數相同。 兩應變片應處于同一溫度場。兩應變片應處于同一溫度場。 金屬電阻應變片的材料金屬電阻應變片的材料 對電阻絲對電阻絲(敏感柵敏感柵)材料應有如下要求：材料應有如下要求： 靈敏系數大，靈敏系數大， 且在相當大的應變范圍內保持常數；且在相當大的應變范圍內保持常數； 值大，即在同樣長度、同樣橫截面積的電阻絲中具有較值大，即在同樣長度、同樣橫截面積的電阻絲中具有較大的電阻值；大的電阻值； 電阻溫度系數小，否則因環(huán)境溫度變化也會改變其阻值；電阻溫度系數小，否則因環(huán)境溫度變化也會改變其阻值； 與銅線的焊接性能好，與銅線的焊接性能好， 與其