传感器原理与电路设计第6讲

1、第3章 电阻式传感器 11.05.20151第6讲GMES 2008目录工作原理测量电路典型应用应变式传感器应用典型应用应变片能将应变直接转换成电阻的变化其他物理量（力、压力、加速度等），需先将这些量转换成应变弹性元件应变式传感器的组成：弹性元件、应变片、附件（补偿元件、保护罩等）第3章 电阻式传感器 11.05.20152第6讲GMES 2008目录工作原理测量电路典型应用1.应变式力传感器典型应用被测物理量：荷重或力。主要用途：作为各种电子称与材料试验机的测力元件、 发动机的推力测试、 水坝坝体承载状况监测等。力传感器的弹性元件：柱式、筒式、环式、悬臂式等。第3章 电阻式传感器 11.05

2、.20153第6讲GMES 2008目录工作原理测量电路典型应用1.应变式力传感器典型应用1. 柱（筒）式力传感器（a） 柱式；（b） 筒式；（c） 圆柱面展开图；（d） 桥路连线图 R1 -R3、 R2 R4对称串接消除弯矩影响，横向贴片温度补偿 第3章 电阻式传感器 11.05.20154第6讲GMES 2008目录工作原理测量电路典型应用1.应变式力传感器典型应用2. 环式力传感器结构 应力分布图 ABCABC=39.5hRA23( /2)2(1)F Rhbh EB23( /2) 2F Rhbh EA点内贴取点内贴取“一一”，B点内贴取点内贴取“”；对；对R/h5的小曲的小曲率圆环，率圆

3、环，h/2可忽略。可忽略。h圆环厚度； b圆环宽度； E材料弹性模量0()()0URRUfKf FRRRUFR 测量第3章 电阻式传感器 11.05.20155第6讲GMES 2008目录工作原理测量电路典型应用1.应变式力传感器典型应用3. 悬臂梁式力传感器将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片转化为电量输出。FR1第3章 电阻式传感器 11.05.20156第6讲GMES 2008目录工作原理测量电路典型应用1.应变式力传感器典型应用4. 力传感器测量电路AD581+10V+15VA1AD741101500P200+10V+12Vba722.6+15V 15V输出输出Uo4.99K2

4、4.9K010V负载负载失调失调+15VA2AD52210KRg4114213368512711调整Rg使电路满量程输出为010V2001oabgKUUR第3章 电阻式传感器 11.05.20157第6讲GMES 2008目录工作原理测量电路典型应用2.应变式压力传感器典型应用用来测量流动介质的动态或静态压力，多采用膜片式或筒式弹性元件，在压力p作用下，膜片产生径向应变r和切向应变t，表达式分别为 ：EhxRpEhxRp2222t2222r8138313应力变化txhRprR、h：膜片半径和厚度x ：离圆心的径向距离：材料的泊松比E ：材料弹性模量第3章 电阻式传感器 11.05.20158第

5、6讲GMES 2008目录工作原理测量电路典型应用2.应变式压力传感器典型应用EhxRpEhxRp2222t2222r8138313应力变化应变片粘贴位置txhRpR2rrtR1R4R3x=0时x=R时t=0，EhRPtr2228)1 (3EhRPr2224)1 (33/Rx 0r特点的应用：一般在平膜片圆心处切向粘贴R1、R4两个应变片，在边缘处沿径向粘贴R2、R3两个应变片，然后接成全桥测量电路。 避开 位置。3/Rx 第3章 电阻式传感器 11.05.20159第6讲GMES 2008目录工作原理测量电路典型应用3.应变式容器内液体重量传感器典型应用感压膜感受上面液体的压力。 当容器中溶液增多时，感压膜感受的压力就增大。将其上传感器Rt接入电桥的一个桥臂，此时输出电压为U0S：传感器传输系数；Q ：感压膜上方液体重量；A：容器截面积0US h gAQgh0S QUA结论：电桥输出电压与柱式容器内感压膜上面溶液的重量成线性关系，因此可以测量容器内储存的溶液重量。 第3章 电阻式传感器 11.05.201510第6讲GMES 20