电阻应变式传感器的原理与应用(共21页).doc

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2023-03-12 07:17| 来源: 网络整理| 查看: 265

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专科毕业论文(。设其伸长ΔL,其横截面积则缩小,即它的截面圆半径减少Δr。此外,还可用实验证明,此金属电阻丝在变形后,电阻率也会有所改变,记作Δρ。  对式(2--1)求全微分,即求出电阻丝伸长后,他的电阻值改变了多少。我们有:  ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 (2—2)  用式(2--1)去除式(2--2)得到  ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S (2—3)  另外,我们知道导线的横截面积S = πr2,则 Δs = 2πr*Δr,所以  ΔS/S = 2Δr/r (2—4)  从材料力学我们知道  Δr/r = -μΔL/L (2—5)精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业  其中,负号表示伸长时,半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。把式(2—4)(2—5)代入(2--3),有  ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L  =(1 + 2μ(Δρ/ρ)/(ΔL/L))*ΔL/L  = K *ΔL/L (2--6)  其中  K = 1 + 2μ +(Δρ/ρ)/(ΔL/L) (2--7)  式(2--6))说明了电阻应变片的电阻变化率(电阻相对变化)和电阻丝伸长率(长度相对变化)之间的关系。   需要说明的是:灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数,它和应变片的形状、尺寸大小无关,—;其次K值是一个无因次量,即它没有量纲。  在材料力学中ΔL/L称作为应变,记作ε,用它来表示弹性往往显得太大,很不方便  常常把它的百万分之一作为单位,记作με。这样,式(2--6)常写作:  ΔR/R = Kε (2—8)   二、弹性体精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业  弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个,首先是它承受称重传感器所受的外力,对外力产生反作用力,达到相对静平衡;其次,它要产生一个高品质的应变场(区),使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变枣电信号的转换任务。  以托利多公司的SB系列称重的弹性体为例,来介绍一下其中的应力分布。  设有一带有肓孔的长方体悬臂梁。   肓孔底部中心是承受纯剪应力,但其上、下部分将会出现拉伸和压缩应力。主应力方向一为拉神,一为压缩,若把应变片贴在这里,则应变片上半部将受拉伸而阻值增加,而应变片的下半部将受压缩,阻值减少。下面列出肓孔底部中心点的应变表达式,而不再推导。  ε = (3Q(1+μ)/2Eb)*(B(H2-h2)+bh2)/ (B(H3-h3)+bh3) (2--9)  其中:Q--截面上的剪力;E--扬氏模量:μ—泊松系数;B、b、H、h—为梁的几何尺寸。  需要说明的是,上面分析的应力状态均是“局部”情况,而应变片实际感受的是“平均”状态。  三、检测电路精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业  检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。因为惠斯登电桥具有很多优点,如可以抑制温度变化的影响,可以抑制侧向力干扰,可以比较方便的解决称重的补偿问题等,所以惠斯登电桥在称重中得到了广泛的应用。  因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高,各臂参数一致,各种干扰的影响容易相互抵销,所以称重均采用全桥式等臂电桥。称重的选择:TR系列  TR 系列(GEFRAN)称重用于测量在机械引导滚筒上的上经常用来缠绕用的张力塑料膜或胶带的张力。它可以安装在机械底盘上的固定和传送轴上,它对末端轴所起到的作用是一个压力敏感元件和负载的功能。它可以用于固定和旋转两种轴上。TR 系列传感器可与固定的,4 M6 螺纹或中心螺纹是与M10或M12 的适配法兰一起供货。  主要特征:  􀁺 测量范围为从 100N 到 2KN  �



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