1. 下图是应变传感器的测量转换电路
电阻应变式传感器测量电路中,所采用的温度补偿方法:
1、线路补偿方法,效果最好的是电桥补偿方法。
2、应变片的自补偿方法。电阻应变式传感器:电阻应变式传感器(straingauge type transducer )以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成,可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形,并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化,从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。电阻应变式传感器的应用与优点:常用的电阻应变式传感器有应变式测力传感器、应变式压力传感器、应变式扭矩传感器(见转矩传感器)、应变式位移传感器(见位移传感器)、应变式加速度传感器(见加速度计)和测温应变计等。电阻应变式传感器的优点是精度高,测量范围广寿命长,结构简单,频响特性好,能在恶劣条件下工作,易于实现小型化、整体化和品种多样化等。电阻应变式传感器的缺点:它的缺点是对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱,但可采取一定的补偿措施。因此它广泛应用于自动测试和控制技术中。
2. 如果测量系统的传感器由应变片和电桥转换电路组成
基于应变式力传感器,采用电阻应变式原理,也称为应变式三维力传感器。 它由弹性元件、电阻应变片和惠斯通电桥电路组成 被称重物体的重量作用在弹性元件上,使弹性元件变形产生应变,粘贴在弹性元件上的电阻应变片将与物体重量成比例的应变转化为电阻变化,然后通过惠斯通电桥电路将电阻变化转化为电压输出,通过显示仪器测量电压输出值即可完成测量任务。
3. 简述传感器中测量转换电路的作用
传感器就像是机器的眼睛,
传感器一般由一感二传组成:即敏感元件、传感元件和转换电路三部分
敏感元件作用:直接可以感受被测量的变化,并输出与被测量成确定关系的元件
转换元件作用:敏感元件的输出就是转换元件的输入,它把输入转换成电路参量
转换电路作用:上述的电路参量进入基本转换电路中,就可以转换成电量输出.传感器只完成被测参数到电量的基本转换.
4. 应变式传感器的常用测量电路是
1.电阻式传感器
电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。
2.变频功率传感器
变频功率传感器通过对输入的电压、电流信号进行交流采样,再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输入二次仪表相连,数字量输入二次仪表对电压、电流的采样值进行运算,可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。
3.称重传感器
称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力→电转换装置,是电子衡器的一个关键部件。
能够实现力→电转换的传感器有多种,常见的有电阻应变式、电磁力式和电容式等。电磁力式主要用于电子天平,电容式用于部分电子吊秤,而绝大多数衡器产品所用的还是电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器结构较简单,准确度高,适用面广,且能够在相对比较差的环境下使用。因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了广泛地运用。
4.电阻应变式传感器
传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。
5.压阻式
压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。
用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。
6.热电阻传感器
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用。较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃~+500℃范围内的温度。
7.激光传感器
利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。
5. 应变式传感器由哪几部分组成?它能测量哪哪些物理量?
电阻应变式传感器以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。
电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成,可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形,并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化,从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。6. 应变传感器的测量转换电路常用的是哪一个
应变片传感器的工作原理
电阻应变式压力传感器是由电阻应变片组成的测量电路和弹性敏感元件组合起来的传感器。当弹性敏感元件受到压力作用时,将产生应变,粘贴在表面的电阻应变片也会产生应变,表现为电阻值的变化。这样弹性体的变形转化为电阻应变片阻值的变化。把4个电阻应变片按照桥路方式连接,两输入端施加一定的电压值,两输出端输出的共模电压随着桥路上电阻阻值的变化增加或者减小。一般这种变化的对应关系具有近似线性的关系。找到压力变化和输出共模电压变化的对应关系,就可以通过测量共模电压得到压力值。
7. 应变片传感器常用的测量电路是什么
dR/R = k ε ,其中的K就是应变片的应变系数,就是你说的灵敏度/灵敏度系数 E= σ/ε
8. 应变式传感器测量电路
电阻应变式传感器就是一个桥路电阻组,当没有外界压力作用时,桥路的四个电阻的阻值是相等的,即桥路平衡,其输出电压为零。当外界有压力作用时,桥路电阻发生形变,其中对臂的两个电阻的阻值增大,对应临臂的两个电阻的阻值减小,这时桥路就不平衡,有输出对应于外界大小而变化的电压。
该类传感器一般都是用于对压力的检测,常用于压力变送器。
电阻应变是传感器对外界的压力变化很敏感,灵敏度较高,且对应于外界压力变化呈线性关系。但它能承受的压力较小,一般用于低压的压力检测。