力學傳感器種類及壓阻式力傳感器簡介
發布時間:2019-02-20 責任編輯:wenwei
【導讀】力學傳感器是將各種力學量轉換為電信號的器件,力學量可分為幾何學量、運動學量及力學量三部分,其中幾何學量指的是位移、形變、尺寸等,運動學量是指幾何學量的時間函數,如速度、加速度等。力學量包括質量、力、力矩、壓力、應力等。根據被測力學的不同,這裏我們首先要介紹的是應用最為廣泛的應變式壓力傳感器。
力學傳感器的種類繁多,如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力、傳感器,它具有極低價格和較高的精度以及較好的線性特性。

在zai了le解jie壓ya阻zu式shi力li傳chuan感gan器qi時shi,我wo們men首shou先xian認ren識shi一yi下xia電dian阻zu應ying變bian片pian這zhe種zhong元yuan件jian。電dian阻zu應ying變bian片pian是shi一yi種zhong將jiang被bei測ce件jian上shang的de應ying變bian變bian化hua轉zhuan換huan成cheng為wei一yi種zhong電dian信xin號hao的de敏min感gan器qi件jian。它ta是shi壓ya阻zu式shi應ying變bian傳chuan感gan器qi的de主zhu要yao組zu成cheng部bu分fen之zhi一yi。電dian阻zu應ying變bian片pian應ying用yong最zui多duo的de是shi金jin屬shu電dian阻zu應ying變bian片pian和he半ban導dao體ti應ying變bian片pian兩liang種zhong。
jinshudianzuyingbianpianyouyousizhuangyingbianpianhejinshubozhuangyingbianpianliangzhong。tongchangshijiangyingbianpiantongguoteshudezhanhejijinmidezhanhezaichanshenglixueyingbianjitishang,dangjitishoulifashengyinglibianhuashi,dianzuyingbianpianyeyiqichanshengxingbian,shiyingbianpiandezuzhifashenggaibian,congershijiazaidianzushangdedianyafashengbianhua。
zhezhongyingbianpianzaishoulishichanshengdezuzhibianhuatongchangjiaoxiao,yiguzhezhongyingbianpiandouzuchengyingbiandianqiao,bingtongguohouxudeyibiaofangdaqijinxingfangda,zaichuanshugeichulidianlu(通常是A/D轉換和CPU)顯示或執行機構。金屬電阻應變片的內部結構由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。
根據不同的用途,電阻應變片的阻值可以由設計者設計,但電阻的取值範圍應注意:zuzhitaixiao,suoxudequdongdianliutaida,tongshiyingbianpiandefarezhishibenshendewenduguo髙,butongdehuanjingzhongshiyong,shiyingbianpiandezuzhibianhuataida,shuchulingdianpiaoyimingxian,tiaolingdianluguoyufuza。erdianzutaida,zukangtaigao,kangwaijiededianciganraonenglijiaocha。
—banjunweijishiouzhijishiqianouzuoyou。dianzuyingbianpiandegongzuoyuanlijinshudianzuyingbianpiandegongzuoyuanlishixifuzaijiticailiaoshangyingbiandianzusuijixiexingbianerchanshengzuzhibianhuadexianxiang,suchengweidianzuyingbianxiaoying。jinshudaotidedianzuzhiR可用下式表示:
式中:p——金屬導體的電阻率(Ocm2/m)A——導體的截麵積(cm2)L——導體的長度(m)我(wo)們(men)以(yi)金(jin)屬(shu)絲(si)應(ying)變(bian)電(dian)阻(zu)為(wei)例(li),當(dang)金(jin)屬(shu)絲(si)受(shou)外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)時(shi),其(qi)長(chang)度(du)和(he)截(jie)麵(mian)積(ji)都(dou)會(hui)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),從(cong)上(shang)式(shi)中(zhong)可(ke)很(hen)容(rong)易(yi)看(kan)出(chu),其(qi)電(dian)阻(zu)值(zhi)即(ji)會(hui)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian),假(jia)如(ru)金(jin)屬(shu)絲(si)受(shou)外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)而(er)伸(shen)長(chang)時(shi),其(qi)長(chang)度(du)增(zeng)加(jia),而(er)截(jie)麵(mian)積(ji)減(jian)少(shao),電(dian)阻(zu)值(zhi)便(bian)會(hui)增(zeng)大(da)。
當金屬絲受外力作用而壓縮時,長度減小而截麵增加,電阻值則會減小。隻要測出加在電阻的變化(通常是測量電阻兩端的電壓),即ji可ke獲huo得de應ying變bian金jin屬shu絲si的de應ying變bian情qing況kuang。壓ya電dian式shi力li傳chuan感gan器qi是shi利li用yong石shi英ying晶jing體ti的de縱zong向xiang壓ya電dian效xiao應ying,將jiang力li轉zhuan換huan成cheng電dian荷he的de變bian換huan裝zhuang置zhi。傳chuan感gan器qi產chan生sheng的de電dian荷he正zheng比bi於yu被bei測ce外wai力li,通tong過guo電dian荷he放fang大da器qi將jiang電dian荷he按an比bi例li轉zhuan換huan成cheng電dian壓ya,用yong電dian壓ya表biao或huo其qi他ta顯xian示shi器qi讀du出chu其qi大da小xiao及ji變bian化hua。
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