《应变电桥》PPT课件.ppt

1,第二章 电阻式传感器,2,3,2-1 电位器式传感器,4,一、线绕电位器式传感器,5,1、线绕电位器的结构,6,2、线绕电位器的输出特性,电阻灵敏度,电压灵敏度,（1）空载下,7,（2）负载下,空载,负载,线性,非线性,8,一定，对K求一阶导数，并令其=0，得：,最大误差产生在2/3处,9,例2-1 设电位器总电阻，要求负载误差 0.1%，确定负载电阻。,4、阶梯特性、误差和分辨率,尽量采用较大的负载电阻,电刷的移动是不连续的，而是阶越变化,10,2、导电塑料电位器,基体、电阻膜带、电刷、转轴、导电环,合成膜电位器金属膜电位器,集成光电子技术,优点：精度、寿命、分辨率、可靠性高、阻值范围宽,缺点：温度范围窄、输出电流小、输出阻抗较高 结构复杂、体积和重量大,11,三、电位器式传感器的应用,1、航空飞行高度传感器,12,2、液面高度测试仪,13,3、电位器式位移传感器,14,一、电阻应变计的结构,导电材料的应变电阻效应,：栅状,应变计工作的物理基础 电阻应变效应,15,二、导电材料的应变电阻效应,16,轴向线应变,17,（1）金属材料的应变电阻效应,（2）半导体材料的应变电阻效应,金属材料的电阻相对变化与线应变成正比,半导体材料的电阻相对变化与线应变成正比,压阻系数,18,（3）导电丝材的应变电阻效应,金属,半导体,金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主，Km=1.8 4.8,半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应,19,三、电阻应变计的特性,1、静态特性,（1）灵敏系数K,（2）横向效应及横向效应系数,K与 K0 相同吗？,20,（3）机械滞后Zj,（4）蠕变 和零漂P0,（5）应变极限,非线性误差达到10%的应变值 应变极限,21,（6）绝缘电阻,几十 几百兆欧,22,五、电阻应变计的分类,箔式应变计的优点：,23,24,灵敏度高,25,2-3 测量电路及电阻应变仪,例2-3：,26,一、应变电桥,27,二、直流电桥及输出特性,此时,28,ABC：,ADC：,电桥平衡条件：,29,桥臂比：,线性部分：,非线性部分：,30,线性部分：,31,（1）电桥的灵敏度,（2）电桥的非线性,（3）电桥的加减特性,32,33,34,电桥加减特性“相邻臂相减，相对臂相加”,例2-4：分析桥路补偿块法进行温度补偿的原理,解：,35,例2-5,解：,36,例2-6 利用全桥测量提高灵敏度并实现温度补偿。,解：,37,输出功率最大的条件：,38,2、应变计的选用,（1）选择类型,39,4、应用举例,例2-11 筒形结构的称重传感器,40,41,（2）应变计式加速度传感器,适用频率：10 60Hz,42,（3）应变计式位移传感器,测量范围：0.1um 0.1mm,角位移传感器,