情境一 设计电子称

2023/2/61机械工业出版社

高等职业教育电气类规划教材

《自动检测技术及应用》

2023/2/62

情境一设计电子秤

任务一：认识检测系统

任务目的:1.了解检测技术的概念及作用2.掌握检测系统的组成;3.了解检测技术的发展趋势,并知道如何查资料.2023/2/63一、检测技术的基本概念

什么叫做“自动检测技术”：利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法，赋予定性或定量结果的过程称为检测技术。能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为自动检测技术。例：曹冲称象方法：比较法；装置：船、石头、小秤；检查、测量，从而得到：定性、定量的结果。二、检测技术在国民经济领域的作用

神舟六号回收过程：测控技术检测技术在卫星中的应用红外扫描区域人造卫星2023/2/68北京天安门金水桥北京天安门金水桥、检测技术在海啸预报中的应用海浪振动检测系统浮标深海地沟2023/2/610四川地震中的生命探测仪及其使用2023/2/611奥运会中的电子报靶

提高了射击比赛结果的可靠性

2023/2/612检测技术在飞机安全检查中的应用三、工业检测技术涉及的内容：热工量：温度t（℃、K、℉）例：0℃相当于32℉，20℃相当于68℉，

100℃相当于212℉

压力（压强）p（Pa）、压差Δp

、真空度、流速v（m/s）、流量q（t、m3

）、物位、液位h（m）工业检测技术涉及的内容（续）机械量：直线位移x（m）、角位移α、速度、加速度a（m/s2）、振动、噪声、转速n（r/min）、力F、力矩T（Nm）、应变ε（m/m）、质量（重量）m（kg、t）几何量长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、硬度、材料缺陷等工业检测涉及的内容（续）物体的性质和成分量：空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色状态量：工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）电工量：

U、I、f、R、Z、E、B……

绝大多数已在电工、电子等课程中讲授，

不属于本课程的范围。四、自动检测系统的组成

不带微处理器时自动检测技术系统原理框图

所谓系统原理框图，就是将系统中的主要功能或电路的名称画在方框内，按信号的流程，将几个方框用箭头联系起来，有时还可以在箭头上方标出信号的名称。

2023/2/617人体信息测控过程与自动检测系统的比较2023/2/618自动检测系统与

人体信息测控过程的

比较人眼——传感器大脑——计算机人手——

执行机构传感器：在本教材中是指一个能将被测的非电量变换成电量的器件

玻璃温度计是一种传感器，但不属于本教材所讲授的传感器范围。2023/2/620

例如：能将温度转换为电压的传感器—热电偶

信号处理电路:作用是把传感器输出的电量变成具有一定驱动和传输能力的电压、电流或频率信号等，以推动后级的显示器、数据处理装置及执行机构。2023/2/6212023/2/622目前常用的显示器有四类：模拟显示、数字显示、图象显示及记录仪等

模拟显示的特点：直观、稳定，但不够准确。数字式仪表

数字式仪表的特点：准确，但最后一位经常跳动不止。热敏电阻2023/2/624LED亮度高、耐振动；

LED、LCD显示的比较：LCD耗电省、集成度高，但不利于夜间观察。2023/2/625带背光板的LCD可以在夜间观看

图像显示

特点——能显示复杂的图形和曲线，但价格比数字显示昂贵。带RS-232接口（或USB接口）的万用表及实时图像显示特点——

能将测量到的波形及数据存储到计算机中，可随时重放，价格适中。记录仪

主要用来记录和存储被检测对象的动态变化过程。

存储数据的大小由硬盘容量决定。数据处理装置

数据处理装置主要是指计算机。例如对振动进行频谱分析等。执行机构继电器及插座

所谓执行机构通常是指各种继电器，电磁铁、电磁阀门、电磁调节阀、伺服电动机等，它们在电路中起通断、控制、调节、保护等作用。2023/2/631各种继电器汽车继电器中间继电器2023/2/632各种继电器（焊接型）2023/2/633各种继电器及插座2023/2/634

电磁铁——能产生机械力

电磁阀门

电磁阀门——

只有通断两种状态。

流体2023/2/636电磁阀门的控制线圈

加上额定电压后，电磁阀门导通，被控对象可以是液体或气体。电磁调节阀——用于控制流量的大小

加上控制信号，电磁调节阀在电动机的控制下，可以逐渐开合。2023/2/638小型电磁调节阀

单向使用一种电磁调节阀

的内部结构

和工作过程计算机控制与电磁调节阀同轴的电动机的转角和转速进行调节，从而控制电磁调节阀的开合度。2023/2/640电磁调节阀的解剖及工作原理

利用电动力调节球阀的角度，从而控制阀门的通流能力。出水口球阀伺服电动机

可以正转、反转、快转、慢转伺服型雷达天线五、检测技术的发展趋势：1.不断提高检测系统的测量准确度、量程范围、延长使用寿命、提高可靠性。近年来，人们研制出许多高精度和宽量程的检测仪器以满足各种需要。人们还对传感器的可靠性和故障率的数学模型进行了大量的研究，使得检测系统的可靠性及寿命大幅度提高。现在，许多检测系统可以在极其恶劣的环境下连续工作数十万小时。目前，人们正在不断努力进一步提高检测系统的各项性能指标。提高测量精度数字式电压表、欧姆表

该仪器的量程切换到2V时，分辨力仍可达到10μV提高可靠性

火箭内的仪器必须能承受巨大的加速度。提高可靠性（续）

设想中的月球基地仪器设备必须能承受巨大的温差和辐射。2023/2/6462.应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域月球车2023/2/647应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域(续)

勇气号火星车2023/2/648应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域（续）“惠更斯”号登陆土卫六时拍摄的照片土卫六表面2023/2/649哈勃天文望远镜拍摄的星云照片2023/2/650哈勃天文望远镜拍摄的马头座星云照片2023/2/651

应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域（续）

毒品检查2023/2/6523.发展集成化、功能化的传感器

利用压电片调焦的拍照手机2023/2/6534.采用计算机技术，使检测技术智能化

面部识别技术2023/2/6544.采用计算机技术，使检测技术智能化（续）

单片机芯片2023/2/6555.发展网络化传感器及检测系统

上网或通过其他渠道检索资料，学习最新的知识。五、本课程的任务和学习方法

2023/2/657

课后作业上网搜索有关：“洗衣机”、“电冰箱”、“家用空调”或“中央空调”、“电饭煲”、“抽水马桶的水位控制”等常用设备的资料。上网搜索的方法如下：2023/2/658原理框图举例洗衣机原理框图2023/2/659原理框图举例电饭煲原理框图2023/2/660原理框图举例电视发射机原理框图2023/2/661原理框图举例电冰箱原理框图2023/2/662原理框图举例基于单片机的空调控制原理框图2023/2/663

“洗衣机原理”的网页搜索界面2023/2/664

关键词仅用“洗衣机”三个字的网页搜索结果

仅是一些广告！。2023/2/665

百度的“文档搜索”的步骤1→

“更多”。2023/2/666

百度的“文档搜索”的步骤2→“文档”。2023/2/667

百度的“文档搜索”的步骤1→“所有”。2023/2/668

百度的“文档搜索”的步骤4→“关键词”。2023/2/669

“洗衣机原理”的“知道搜索”2023/2/670

“洗衣机原理”的“谷歌”的网页搜索结果2023/2/671

洗衣机原理的“谷歌”的“学术搜索”步骤2023/2/672

洗衣机原理的“谷歌”的“学术搜索”步骤2

/schhp?hl=zh-CN2023/2/673

洗衣机原理的“谷歌”的“学术搜索”步骤想一想:1.测量的方法有哪些?2.测量的误差有哪些?3.如何克服误差?2023/2/6742023/2/675休息一下2023/2/676任务二认识检测系统和传感器

在这一任务里，给大家讲一讲测量的方法有哪些；测量误差有哪些；如何克服误差。还将与大家一起来学习如何读懂传感器的“特性参数表”。2023/2/677

检测技术的基本概念

一.测量的分类

1.什么是静态测量和动态？

测量是借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实践过程。2023/2/678

对缓慢变化的对象进行测量亦属于静态测量。

最高、最低温度计2023/2/679

什么是动态

测量？

地震测量振动波形2023/2/6802.什么是直接测量和间接测量？电子卡尺2023/2/681间接测量

对多个被测量进行测量，经过计算求得被测量。

（阿基米德测量皇冠的比重）2023/2/6823.什么是接触式测量和非接触测量？2023/2/683非接触式测量

例：雷达测速

利用红外线辐射测量供电变压器的表面温度车载雷达测速2023/2/6844.什么是在线测量和离线测量？

在流水线上，边加工，边检验，可提高产品的一致性和加工精度。2023/2/685离线测量

批量产品的质量“人工”离线测量二测量误差及分类

1绝对误差：

Δ=Ax－Ａ0Ax:

测量值Ａ0

:

真值

某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖哪种商品的商店意见最大，是何原因？2相对误差及精度等级

几个重要公式：示值相对误差满度相对误差（引用误差）准确度（精度）例：用同一台磅秤测量三个不同重量物体的示值相对误差的比较，请得出结论！满度相对误差相等，示值相对误差的差别很大2023/2/689仪表的准确度等级和基本误差

例：某指针式电压表的准确度为2.5级，用它来测量电压时可能产生的最大满度相对误差为2.5%。2023/2/690

例：用指针式万用表的10V量程测量一只1.5V干电池的电压，示值如图所示，问：选择该量程合理吗？2023/2/691

用2.5V量程测量同一只1.5V干电池的电压，与上图比较，问示值相对误差哪一个大？1.已知被测电压的准确值为220V，请观察并计算图1-4所示的电压表上的准确度等级S、满度值Am、最大绝对误差Δm、示值Ax、与220V正确值的误差Δ、示值相对误差x以及引用误差m。2.示值相对误差有没有可能小于引用误差？在仪表绝对误差不变的情况下，被测电压降为22V，示值相对误差x将变大了？还是变小了？算一算

算出来啦1.从图1-4可知，准确度等级S＝5.0级，满度值Am＝300V。最大绝对误差Δm＝300V×5.0÷100＝15V，示值Ax＝230V。用更高级别的检验仪表测得被测电压（220V）与示值值的误差Δ＝10V，示值相对误差x＝4.3%。引用误差m＝（10/300）×100%＝3.3%，小于出厂时所标定的5.0%。2.若绝对误差

仍为10V，当示值Ax为22V，示值相对误差x＝（10/22）×100%=45%。与测量220V时相比，示值相对误差大多啦！

2023/2/6943误差产生的因素：

(1).粗大误差

明显偏离真值的误差称为粗大误差，也叫过失误差。粗大误差主要是由于测量人员的粗心大意及电子测量仪器受到突然而强大的干扰所引起的。如测错、读错、记错、外界过电压尖峰干扰等造成的误差。就数值大小而言，粗大误差明显超过正常条件下的误差。当发现粗大误差时，应予以剔除。

2023/2/695产生粗大误差的一个例子

在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差，称为系统误差。凡误差的数值固定或按一定规律变化者，均属于系统误差。系统误差是有规律性的，因此可以通过实验的方法或引入修正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以消除。

(2).系统误差：夏天摆钟变慢的原因是什么？T=2π√(L/G)(3).随机误差

测量结果与在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差称为随机误差。也可以采用如下的表达：在同一条件下，多次测量同一被测量，有时会发现测量值时大时小，误差的绝对值及正、负以不可预见的方式变化，该误差称为随机误差。

存在随机误差的测量结果中，虽然单个测量值误差的出现是随机的，既不能用实验的方法消除，也不能修正，但是就误差的整体而言，多数随机误差都服从正态分布规律。2023/2/698

随机事件与随机误差有区别，并不一定符合正态分布规律。

彩票摇奖（无规律可循，不可预测）2023/2/699随机误差的正态分布规律长度相对测量值次数统计2023/2/6100随机误差的正态分布规律长度相对测量值次数统计2023/2/6101(4).动态误差

由心电图仪放大器带宽不够引起的动态误差

当被测量随时间迅速变化时，系统的输出量在时间上不能与被测量的变化精确吻合，这种误差称为动态误差。

2023/2/6102休息一下2023/2/6103三传感器及基本特性

1、传感器的组成敏感元件(sensingelement)：直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件，它是传感器的核心。传感元件(transductionelement)：将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量电信号的元件。测量转换电路(measuringcircuit)：将转换元件输出的电信号进行进一步转换和处理的部分，如放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特性，便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。2023/2/61041-弹簧管2-电位器结合上述工作原理，能否将上图方框图中的内容具体化？举例：测量压力的电位器式压力传感器

2023/2/6105电位器式压力传感器原理框图画出的电位器式压力传感器原理框图如图所示。

画一画2023/2/6106弹性敏感元件（弹簧管）

敏感元件在传感器中直接感受被测量，并转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。2023/2/6107弹簧管放大图

当被测压力p增大时，弹簧管撑直，通过齿条带动齿轮转动，从而带动电位器的电刷产生角位移。2023/2/6108压力传感器的外形及内部结构2023/2/6109被测量通过敏感元件转换后，再经传感元件转换成电参量

在右图中，电位器为传感元件，它将角位移转换为电参量——电阻的变化（ΔR）2．传感器的分类（1）按照其工作原理，传感器可分为电参数式(如电阻式、电感式和电容式)传感器、压电式传感器、光电式传感器及热电式传感器等。（2）按照其被测量对象，传感器可分为力、位移、速度、加速度传感器等。常见的被测物理量有机械量、声、磁、温度和光等。（3）按照其结构，传感器可分为结构型、物性型和复合型传感器。物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换，如：水银温度计。结构型传感器是依靠传感器结构参数的变化实现信号变换，如：电容式传感器。2023/2/61102023/2/61113、传感器的基本特性传感器的特性很多，简单地给大家介绍几种常用的特性，如：灵敏度、分辨力、分辨率、线性度、稳定性、电磁兼容性（EMC）以及可靠性等。2023/2/6112(1).灵敏度：

灵敏度是指传感器在稳态下输出变化值与输入变化值之比，用K来表示：

对线性传感器而言，灵敏度为一常数。对非线性传感器而言，随输入量的变化而变化。2023/2/6113作图法求曲线上某一指定点的灵敏度过程xyx1ΔxΔy0切点传感器特性曲线曲线越陡，灵敏度越高。(2).分辨力：指传感器能检出被测信号的最小变化量，有量纲的数。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输入量的变化无任何反应。对数字仪表而言，如果没有其他附加说明，可以认为该表的最后一位所表示的数值就是它的分辨力。一般地说，分辨力的数值小于仪表的最大绝对误差。右表的分辨力为多少？

2023/2/6115分辨率：将分辨力除以仪表的满量程就是仪表的分辨率，分辨率常以百分比或几分之一表示，是量纲为1的数。

右表的满量程为199.9A，问：该表的分辨率为多少？

2023/2/6116(3).线性关系：人们总是希望传感器的输入与输出的关系成正比，即线性关系。这样可使显示仪表的刻度均匀，在整个测量范围内具有相同的灵敏度。如果传感器的输入与输出的关系为非线性关系，可以用计算机予以纠正。2023/2/6117传感器输入输出的线性关系与

非线性关系的比较2023/2/6118(4).迟滞现象迟滞是指传感器正向特性和反向特性的不一致程度，用计算机逐点测量得到的某传感器迟滞特性示意图如图1-12所示。

迟滞会引起重复性、分辨力变差，或造成测量盲区，一般希望迟滞越小越好。2023/2/6119(5).稳定性稳定性包括时间稳定度和环境影响量。一般以仪表的示值变化量与时间的长短之比来表示稳定度。例如，某仪表输出电压值在8h内的最大变化量为1.2mV，则表示为1.2mV/(8h)。环境影响量仅指由外界环境变化而引起的示值变化量。示值的变化由两个因素构成。一是零漂，二是灵敏度漂移。造成环境影响量的因素有温度、湿度、气压、电源电压、电源频率等。(6).EMC所谓EMC是指电磁兼容性，即电子设备在规定的电磁干扰环境中能正常工作，而且也不干扰其他设备的能力。2023/2/6121(7).可靠性：可靠性是反映检测系统在规定的条件下，在规定的时间内是否耐用的一种综合性的质量指标。

浴盆曲线磨合期又称早期失效期稳定期又称偶然失效期失效期又称衰老失效期期2023/2/6122

“老化”试验：在检测设备通电的情况下，将之放置于高温环境

低温环境

高温环境……反复循环。老化之后的系统在现场使用时，故障率大为降低。小结:1.理解测量误差并会计算;2.记住传感器的组成,理解传感器的基本特性。2023/2/6123想一想：做一个实验。用力拉电阻丝时，电阻丝的阻值如何变化？2023/2/6124休息一下任务三电阻传感器

电阻传感器包括电位器、电阻应变片、测温热电阻、气敏电阻、湿敏电阻及磁敏电阻等。它们的基本原理都是将各种被测非电量的变化转换成电阻的变化量，然后通过对电阻变化量的测量，达到非电量电测的目的。利用电阻传感器可以测量角位移、直线位移、应变、力、加速度、重量、转矩、温度、湿度、气体成分及浓度、磁场强度等。在这一任务里，给大家主要介绍电阻应变片和测温热电阻。任务目的:1.电阻应变传感器的工作原理及粘贴；2.测量转换电路;3.应变片的应用。2023/2/6126一电阻应变传感器

导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。电阻应变传感器主要由电阻应变片及测量转换电路等组成。

导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。在工业中，将试材受力后所产生的长度相对变化量εx＝Δl/l，称为纵向应变,也称为轴向应变。1、应变原理演示

金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大。2、应变片的工作原理

设有一长度为、截面积为A、半径为r、电阻率为的金属单丝，它的电阻值R可表示为

K—电阻应变片的灵敏度

当沿金属丝的长度方向作用均匀拉力（或压力）时，上式中、r、l都将发生变化，从而导致电阻值R发生变化。当金属丝受拉时，l将变长、r变小，均导致R变大；某些半导体受拉时，将变大，导致R变大。电阻丝及应变片的电阻相对变化量R

R与材料力学中的轴向应变x的关系在很大范围内是线性的，即

微应变(με)

对于不同的金属材料，K略微不同，一般为2左右。而对半导体材料而言，由于其感受到应变时，电阻率会产生很大的变化，所以灵敏度比金属材料大几十倍。

在材料力学中，x=l/l称为电阻丝的轴向应变，也称纵向应变。

x通常很小。例如，当

x为0.000001（10-6

）时，在工程中常表示为1m/m或1微应变(1με)。对金属材料而言，当它受力之后所产生的轴向应变最好不要大于110-3，即1000m/m，否则有可能超过材料的极限强度而导致非线性或断裂。

应变片用于测量力F的计算公式

由材料力学可知，x=F/(AE)，所以R/R又可表示为

如果应变片的灵敏度K和试件的横截面积A以及弹性模量Ｅ均为已知，则只要设法测出R/R的数值，即可获知试件受力Ｆ的大小，可用于电子秤的称重和测量拉力等。应变片的应用将应变片粘贴在斜拉绳表面，可测量斜拉绳所受的拉力

应变片可用于电子秤3、应变片的种类与结构

应变片可分为金属应变片及半导体应变片两大类。金属丝式应变片蠕变较大，金属丝易脱胶，逐渐被箔式所取代。但金属丝式应变片价格便宜，多用于大批量、一次性试验。箔式应变片中的箔栅是金属箔通过光刻、腐蚀等工艺制成的。箔式应变片与片基的接触面积大得多，散热条件较好，在长时间测量时的蠕变较小，一致性较好，目前广泛用于各种应变式传感器中。金属材料长期在不变的温度和不变的应力作用下，发生缓慢的塑性变形的现象，称为蠕变。对于一般金属，蠕变现象只有在高温条件下才明显表现出来。但是，某些金属，如铅、锡及它们的合金，在常温条件下，也能表现出蠕变现象。产生蠕变所需的应力，甚至可以小于材料的弹性极限。蠕变现象的产生，是由三个方面的因素构成：温度、应力和时间。塑性形变：任何物体在外力作用下都会发生形变，当形变不超过某一限度时，撤走外力之后，形变能随之消失，这种形变称为弹性形变。如果外力较大，当它的作用停止时，所引起的形变并不完全消失，而有剩余形变，称为塑性形变。2023/2/6135金属丝式应变片的结构半导体应变片

半导体应变片的主要优点是灵敏度高；缺点是：灵敏度的一致性差、温漂大、电阻与应变间非线性严重。在使用时，需采用半桥、全桥温度补偿及非线性补偿措施。

箔式应变片的外形应变片主要性能指标举例

上表中，哪几个型号是半导体应变片？依据是什么？

4.应变片的粘贴：

1.去污：采用手持砂轮工具除去构件表面的油污、漆、锈斑等，并用细纱布交叉打磨出细纹以增加粘贴力，用浸有酒精或丙酮的纱布片或脱脂棉球擦洗。

2.贴片：在应变片的表面和处理过的粘贴表面上，各涂一层均匀的粘贴胶，用镊子将应变片放上去，并调好位置，然后盖上塑料薄膜，用手指揉和滚压，排出下面的气泡。3.测量：从分开的端子处，预先用万用表测量应变片的电阻，发现端子折断和坏的应变片。

4.焊接：

将引线和端子用烙铁焊接起来，注意不要把端子扯断。

5.固定：焊接后用胶布将引线和被测对象固定在一起，防止损坏引线和应变片。

二、测量转换电路——不平衡电桥

金属应变片的电阻变化范围很小，如果直接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难，且误差很大。例：金属箔式应变片的标称阻值R0为100，灵敏度K=2，粘贴在横截面积为9.8mm2的钢质圆柱体上，钢的弹性模量E=21011N/m2，所受拉力F=0.2t，受拉后应变片的阻值R的变化量仅为0.2。

所以必须使用不平衡电桥来测量这一微小的变化量，将R/R转换为输出电压Uo。

为什么要使用不平衡电桥

把对某物理量的电阻敏感材料加工成传感器，作为电桥中的某一臂电阻，或某几个臂电阻，通过电桥的失衡程度（桥路电流或电压）来判断该物理量的大小。如果直接测应变片电阻的改变，可能很困难。因为测量一个在很大的基值上附加的一个很小的信号是很困难的。利用电桥可以把这个信号的基值去掉，变成了一个在零值附近的信号，并且可以通过放大电路来增大灵敏度。什么是电桥

不平衡电桥由四个电阻R1、R2、R3、R4组成一个四边形的回路，每一边称作电桥的“桥臂”。有4个结点。在a、c结点之间接入电源Ui，而另一对结点(b、d)之间的电压差作为输出电压端Uo

。b、d的对地电压相等时称作“电桥平衡”；反之，称作“电桥不平衡”。

电桥平衡的条件是：上下桥臂的左右位置电阻比例相等。二、测量转换电路——不平衡电桥

由电工学可知：若桥路4个桥臂相邻电阻的电阻值变化趋势相反，桥路的输出电压反而相互叠加。电桥平衡的条件：R1/R2=R4/R3

调节RP

，最终可以使R1/R2=R4/R3（R1、R2是R1、R2并联RP后的等效电阻），电桥趋于平衡，Uo被预调到零位，这一过程称为调零。图中的R5的作用是什么？又称为

电阻？

单臂电桥单臂半桥的灵敏度最低。计算公式双臂电桥

R1、

R2为应变片，

R3、R4为固定电阻。应变片R1、R2感受到的应变1、2以及产生的电阻增量正负号相间，可以使输出电压Uo成倍地增大。四臂全桥

全桥的四个桥臂都为应变片，如果设法使试件受力后，应变片R1~

R4产生的电阻增量（或感受到的应变1~4）正负号相间，就可以使输出电压Uo成倍地增大。

上述三种工作方式中，哪一种灵敏度最高?哪一种灵敏度最低?

全桥的温度补偿原理

当环境温度升高时，桥臂上的应变片温度同时升高，温度引起的电阻值漂移数值一致，可以相互抵消，所以全桥的温漂最小；

采用全桥（或双臂半桥）能实现温度自补偿。休息一下三、应变效应的应用

电阻应变片的应用可分为两大类：第一类是将应变片粘贴于某些弹性体上，并将其接到测量转换电路，这样就构成测量各种物理量的专用应变式传感器。应变式传感器中，敏感元件一般为各种弹性体。传感元件就是应变片，测量转换电路一般为桥路；

第二类是将应变片贴于被测试件上，然后将其接到应变仪上就可直接从应变仪上读取被测试件的应变量。根据这两大类分别介绍它的一些应用:

1.应变式力传感器

S型力传感器

FFFF各种悬臂梁

各种悬臂梁

FF固定点固定点电缆应变片在悬臂梁上的粘贴及受力变形2.应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置FR1R2R4应变片粘贴在钢制圆柱(称为等截面轴,可以为实心圆柱,也可以是空心薄壁圆筒)的表面。等截面轴的特点是加工方便，但灵敏度（在相同力作用下产生的应变）比悬臂梁低，适用于载荷较大的场合。空心轴在同样的截面积下，轴的直径可加大，可提高轴的转弯能力。2023/2/6161应变式荷重传感器外形及受力位置（续）FF应变式荷重传感器外形及受力位置（续）FF荷重传感器原理演示