传感器概述260g.com
hzfygyg
hzfygyg Lv.4
2006年09月17日 17:53:01
只看楼主

一、传感器定义 传感器是一种以测量为目的,以一定的精度把被测量转换为与之有确定关系的、便于处理的另一种物理量的测量器件。传感器的输出信号多为易于处理的电量,如电压、电流、频率等。 传感器由敏感元件(Elastic sensor)、传感元件及转换电路三部分组成。 图中敏感元件是在传感器中直接感受被测量的元件。即被测量x通过传感器的敏感元件转换成一与x有确定关系的非电量或其它量。这一非电量通过传感元件后就被转换成电参量。转换电路的作用是将传感元件输出的电参量转换成电压、电流或频率量。应该指出,不是所有的传感器都有敏感、传感元件之分,有些传感器是将二者合二为一了。

一、传感器定义

传感器是一种以测量为目的,以一定的精度把被测量转换为与之有确定关系的、便于处理的另一种物理量的测量器件。传感器的输出信号多为易于处理的电量,如电压、电流、频率等。

传感器由敏感元件(Elastic sensor)、传感元件及转换电路三部分组成。

图中敏感元件是在传感器中直接感受被测量的元件。即被测量x通过传感器的敏感元件转换成一与x有确定关系的非电量或其它量。这一非电量通过传感元件后就被转换成电参量。转换电路的作用是将传感元件输出的电参量转换成电压、电流或频率量。应该指出,不是所有的传感器都有敏感、传感元件之分,有些传感器是将二者合二为一了。

如图为一测量压力p的电位器传感器结构简图。1-弹簧管(敏感元件),2-电位器(传感元件)。当被测压力p变化时使弹簧管移动,从而带动电位器电刷位移。电位器电阻的变化量反映了被测压力p值的变化。在这个传感器中弹簧管为敏感元件,电位器为传感元件。当它的两端加上电源后,电位器的输出量是与压力成一定关系的电压。因此在这个例子中,电位器又属于转换电路。
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hzfygyg
2006年09月17日 17:55:48
12楼
ΔR1/R1=ΔR1e/R1e+ΔR1t/R1

式中:ΔR1e/R1e——R1由应变引起的电阻变化率; ΔR1t/R1——Rl由温度引起的电阻变化率。
应变片R2(称为温度补偿片)的电阻变化率为:ΔR2/R2=ΔR2e/R2e

R2由应变引起的电阻变化率为零。

由于R1、R2各项参数相同,所处的温度也相同,所以

将上面有关各式代入式(2-9)可得:



结果消除了温度的影响,减小了测量误差。这种方法在测量中经常采用。

例:在全桥测量中提高灵敏度并实现温度补偿。测量图2-8中的纯弯曲试件时,四片相同的应变片R1和R4贴在一面,R2和R3贴在对称于中性层的另一面。因此,Rl、R4与R2、R3感受到的应变绝对值相等、符号相反。当R1、R2、R3、R4按图2-6接线,试件受力并同时有温度变化时,各桥臂电阻变化率为:ΔR1/R1=ΔR4/R4=ΔRe/R+ΔRt/R ;ΔR2/R2=ΔR3/R3=ΔRe/R+ΔRt/R

代入式(2-7)得:U0=Ui(ΔRe/R)

结果既实现了温度补偿,又使电桥的输出为单片测量时的4倍,大大提高了测量灵敏度。
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hzfygyg
2006年09月17日 17:56:00
13楼
三、电阻应变式传感器应用

利用电阻应变原理制成的传感器可以用来测量诸如力、压力、位移、加速度等参数。图2-9是电阻应变式力传感器原理图,图中只画出传感器的弹性元件和粘贴在弹性元件上的应变片,以表明传感器的工作原理。

弹性元件把被测力的变化转变为应变量的变化,粘贴在上面的应变片也感受到同样大小的应变,因而应变片把应变量的变化变换成电阻的变化。只要把所贴的应变片接入电桥线路中,则电桥的输出变化就正比于被测力的变化。

力传感器的弹性元件有多种结构形式,图(a)是柱形,可以是圆柱,也可以是方柱。根据载荷量的大小,可以是实心柱,也可以是空心柱。对中等量程的传感器,一般都做成空心圆柱状,对相同的截面积来说,空心柱比实心柱抗弯强度大。图(b)是弹性环,应变片贴在弯矩较大处的内外表面。当圆环受压时,贴片处的外表面是正应变(拉伸应变),内表面是负应变(压缩应变),四个应变片可连接成差动全桥。环状弹性元件可做成拉压力传感器,既可测拉伸力,又可测压缩力,而且量程可很小。图(c)是两端固定支梁,应变片贴在应变最大的中心部位,在上下表面各贴两片。当梁受力作用时,上表面的应变片为压应变,下表面的应变片为拉应变,四个应变片组成全桥差动结构。图(d)是等强度悬臂梁,在梁的上下表面各贴两片应变片,上表面的应变片为拉应变,下表面的应变
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hzfygyg
2006年09月17日 17:56:29
14楼
希望大家支持一下!
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jessyao
2006年12月27日 09:59:07
15楼
ding
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东方一笑
2006年12月27日 13:23:27
16楼


不错。。
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