1、電阻式傳感器的應(yīng)用與發(fā)展,小組成員：彭樹園 張樂 魏廣州 鄭興全,目錄,電阻式傳感器的基本原理 電阻式傳感器的應(yīng)用行業(yè) 電阻式傳感器的發(fā)展趨勢(shì),傳感器介紹,傳感器是指那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受( 或響應(yīng)) 與檢出功能, 并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換與之對(duì)應(yīng)有用輸出信號(hào)的元器件或裝置.電阻式傳感器的基本原理是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成傳感元件電阻值的變化，在經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出，從而可以測(cè)量力、壓力、扭矩、位移、加速度和溫度等多種物理量。 電阻式傳感器主要分為三類即：電阻應(yīng)變式、固態(tài)壓阻式、熱電阻式。,電阻式傳感器原理,電阻應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器, 傳感器

2、由在彈性元件上粘貼電阻應(yīng)變敏感元件構(gòu)成。 當(dāng)被測(cè)物理量作用在彈性元件上時(shí), 彈性元件的變形引起應(yīng)變敏感元件的阻值變化, 通過轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)變成電量輸出, 電量變化的大小反映了被測(cè)物理量的大小。,彈性元件是應(yīng)變式傳感器的主要關(guān)鍵部件，它的結(jié)構(gòu)形狀、材料、加工精度、熱處理工藝等關(guān)系到傳感器的性能 在結(jié)構(gòu)方面，要求彈性元件只受到被測(cè)物理量的作用而減小其他物理量的影響。,1-敏感柵 2-基底 3-引線 4-粘結(jié)劑 5-表面覆蓋物,電阻-應(yīng)變特性 設(shè)有一根長(zhǎng)度為l、截面積為S、電阻率為的金屬絲，其電阻R為 兩邊取對(duì)數(shù)，得 等式兩邊取微分，得 電阻的相對(duì)變化； 電阻率的相對(duì)變化； 金屬絲長(zhǎng)度相對(duì)變化，用表

3、示，= 稱為金屬絲長(zhǎng)度方向上的應(yīng)變或軸向應(yīng)變； 截面積的相對(duì)變化。,dr/r為金屬絲半徑的相對(duì)變化，即徑向應(yīng)變?yōu)閞。,S= r 2,dS /S=2dr/r,r= ,由材料力學(xué)知,將微分dR、d改寫成增量R、，則,金屬絲電阻的相對(duì)變化與金屬絲的伸長(zhǎng)或縮短之間存在比例關(guān)系。比例系數(shù)KS稱為金屬絲的應(yīng)變靈敏系數(shù)。,物理意義：?jiǎn)挝粦?yīng)變引起的電阻相對(duì)變化。 KS由兩部分組成： 前一部分是（1+2），由材料的幾何尺寸變化引起，一般金屬0.3，因此（1+2）1.6； 后一部分為 ，電阻率隨應(yīng)變而引起的（稱“壓阻效應(yīng)”）。 對(duì)金屬材料，以前者為主，則KS 1+2； 對(duì)半導(dǎo)體， KS值主要由電阻率相對(duì)變化所決定

4、。 實(shí)驗(yàn)表明，在金屬絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻相對(duì)變化與軸向應(yīng)變成正比。通常KS在1.83.6范圍內(nèi)。,3.2 電阻式傳感器,3) 應(yīng)變片測(cè)量電路,3.2 電阻式傳感器,令：,金屬絲應(yīng)變片：,V與應(yīng)變成線形關(guān)系，可以用電橋測(cè)量電壓測(cè)量應(yīng)變,電阻式應(yīng)變片應(yīng)用行業(yè),應(yīng)用范圍；應(yīng)變力、壓力、轉(zhuǎn)矩、位移、加速度； 主要優(yōu)點(diǎn)；使用簡(jiǎn)單、精度高、范圍大、體積小,電阻應(yīng)變式傳感器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、汽車、冶金、礦業(yè)、化工、機(jī)械、港口碼頭及公路貨站等行業(yè)可以說大到國(guó)防建設(shè)小到日常生活的方方面面，可以說電阻應(yīng)變片已經(jīng)完全融入了我們的生活中。電阻傳感器應(yīng)用的所有行業(yè)中，占其總量最大就是稱重行業(yè)。,生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,應(yīng)

5、用實(shí)施,各種電子秤,廣泛應(yīng)用于,應(yīng)用實(shí)例,傳感器在高速公路管理系統(tǒng)中的應(yīng)用,高速車輛動(dòng)態(tài)稱重（WIM）超重預(yù)檢系統(tǒng)可將執(zhí)法工作集中于運(yùn)輸者，允許正常載重的車輛避駛?cè)敕Q重站進(jìn)行強(qiáng)制車輛稱重，只讓少量預(yù)檢為超重的貨車進(jìn)入車輛稱重區(qū)；在執(zhí)法的同時(shí)既提高了稱重站的工作能力及稱重精度，又避免了對(duì)交通造成的不暢。通過減少超載車輛改善道路安全，減少路面破壞。 在高速公路的入口處建造載重檢測(cè)支路，當(dāng)載重卡車駛過動(dòng)態(tài)稱重橋時(shí)，稱重傳感器和電子稱即自行檢查判斷，同時(shí)給出信號(hào)控制交通信號(hào)燈，從而保證高速路的上的安全。數(shù)字式電子汽車秤以其優(yōu)越的性能被廣泛的應(yīng)用的公路上,雖說該秤有很多優(yōu)點(diǎn)但也有一些缺點(diǎn)： 不能工作在濕度比較大的地方。由于它的面積比較大需要占據(jù)比較大的地方，對(duì)于高速公路來說會(huì)增加一些修建的成本。,電阻應(yīng)變式傳感器的發(fā)展與改善,1、普通應(yīng)變片朝向高精度、使