q72-zmω|13c3-v|铠装高温热电偶-上自仪表有限公司

PRODUCTS产品中心
技术文章
首页 > 技术文章 > 上海华东电子仪器仪表厂电阻应变式称重传感器的组成及原理

上?;缱右瞧饕潜沓У缱栌Ρ涫匠浦卮衅鞯淖槌杉霸?/h1>

 更新时间:2017-06-02 点击量:1545

上海华东电子仪器仪表厂电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理:弹性体(弹性元件,敏感梁)在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成了将外力变换为电信号的过程。
由此可见,电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中*的几个主要部分。下面就这三方面简要论述。
   
一、电阻应变片
电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上,即成为一片应变片。他的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。
设有一个金属电阻丝,其长度为L,横截面是半径为r的圆形,其面积记作S,其电阻率记作ρ,这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时,它的电阻值为R
  R = ρL/S(Ω) 21
  
当他的两端受F力作用时,将会伸长,也就是说产生变形。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 22
   用式(2--1)去除式(2--2)得到
  ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L ΔS/S 23
   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 24
   从材料力学我们知道
  Δr/r = -μΔL/L 25
   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(24)(25)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,不同的材料的K值一般在1.73.6之间;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 (28)
   
二、弹性体
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棗电信号的转换任务。
以托利多公司的SB系列称重传感器的弹性体为例,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 = 3Q1+μ)/2Eb*BH2-h2+bh2/ BH3-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
  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传感器的补偿问题等,所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。
  因为全桥式等臂电桥的灵敏度zui高,各臂参数一致,各种干扰的影响容易相互抵销,所以称重传感器均采用全桥式等臂电桥。

 

技术支持:化工仪器网   sitemap.xml   管理登陆
©2024 版权所有:上自仪表有限公司   备案号:沪ICP备15055501号-10
包头空调软管生产厂家| KURABO仓纺浓度计| 撬装加油站厂家| 水文测验铅鱼| 进口无油隔膜真空泵| 刮膜式分子蒸馏设备| 地下工程装备| 生化培养箱厂家| 白酒过滤器| 硫酸氢氯吡格雷| 地下水气囊泵VOCs采样器| 不锈钢爆破片夹持器| 陶瓷柱塞移液泵| 化学毒剂监测仪| 养殖场污水处理车| 电化学石英晶体微天平EQCM| ADI气泵| 上海皓越真空设备| 四参数组合探头| 衬四氟管道| 二手Sciex液质联用仪| 走航式微波辐射计| 低温烘烤干燥柜| 淄博乾润机械| 电力计量箱| AO一体化污水处理设备| 纺织用塑料纱管| 上海耀华地磅| 化工防腐热电偶| 恒温房| 防爆电子秤| 漩涡高压气泵| 氯化锂蒸发浓缩器| 便携式COD分析仪| 蒸发光散射检测器| 电子简支梁冲击试验机| 四球摩擦磨损试验机| 勾花网| 盘式干燥机厂家| 立体停车场投资[云南贵州陕西甘肃机械式停车位租赁]智能停车设备维护保养| 一体式真空浓缩仪|