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应变波在粘帖层和应变片基片中的传播2.?由于粘接层和基片的总厚度非常小,所以它的传播时间是极短的,可以忽略不计。,由于应变片所测得的应变是被测构件在基长内的平均应变值,片敏感栅的全部长度后,应变片所反映的波形幅值才能达到最大值。电桥平衡时的条件为交流电桥平衡条件为:相对桥臂阻抗模之积相等,相对桥臂阻抗幅角之和相等。一般消除非线性误差的方法有以下几种:,则称为半桥测量。自然,让四个桥臂都由应变片组成,且都产生适当的电阻变化,即为全桥测量。利用桥路中电阻变化的特点,可使桥路形成差动电桥(半桥或全桥)。,因此,有时用恒流源给桥路供电。采用恒流源比采用恒压源的非线性误差减小一倍。一般半导体应变片的桥路都采用恒流源供电。、桥路补偿法补偿原理:桥路相临两臂增加相同电阻,对电桥输出无影响。二、应变片自补偿法粘贴在被测部位上的是一种特殊应变片,当温度变化时,产生的附加应变为零或相互抵消,这种特殊应变片称为温度自补偿应变片。利用温度自补偿应变片来实现温度补偿的方法称为应变片自补偿法。三、热敏电阻补偿法:..热敏电阻Rt与应变片处在相同的温度下,当应变片的灵敏度随温度升高而下降时,热敏电阻的阻值下降,使电桥的输入电压随温度升高而增加,从而提高电桥的输出电压。选则分流电阻的值可以得到很好的补偿。第五章电容式传感器概念:电容式传感器是将被测非电量的变化转换为电容量变化的一种传感器。:电容式传感器是一个具有可变参数的电容器。多数场合下,电容是由两个金属平行极板组成,并且以空气为介质电容式传感器可分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。(1)差动变间隙式的电容传感器在差动式电容传感器中,其中电容器C1的电容随位移Δd的减小而增大时,另一个电容器C2的电容则随着Δd的增大而减小。差动式比单极式灵敏度提高一倍,且非线性误差大为减小。由于结构上的对称性,它还能有效地补偿温度变化所造成的误差。(2)固定介质与可变间隙式电容传感器减小极间隙可提高灵敏度,但易击穿。为此,经常在两极板间加一层云母或塑料等介质,以改变电容的耐压性能。由此构成如图所示的固定介质与可变间隙式电容传感器。(1)线位移式电容传感器极板起始覆盖面积为A=a×b,沿活动极板宽度方向移动Δa,则改变了两极板间覆盖的面积,忽略边缘效应,改变后的电容量为灵敏度系数KC为常数,可见减小极板起始覆盖长度a可提高灵敏度,而极板的宽度b与灵敏度KC无关。但a不能太小,必须保证a>>d,否则边缘处不均匀电场的影响将增大。平板式极板作线位移最大不足之处是对移动极板的平行度要求高,稍有倾斜会导致极距d变化,影响测量精度。因此在一般的情况下,变面积式的电容传感器常作成圆柱式的。)圆柱式线位移电容传感器2(.在不计边缘效应影响时,圆柱式的电容器的电容量:l——外圆柱筒与内圆柱重叠部分长度;式中——外圆柱内径;r2——内圆柱外径。r1综合上述分析,变面积式电容传感器不论被测量是线位移还是角位移,位移与输出电容,传感器灵敏系数为常数。都为线性关系(忽略边缘效应),而且产生非线性。保护环与定极板同心、电气上绝缘且间隙越小越好,同影响,可以采用带有保护环的结构。为减以保证中间各个区得到均匀的场强分布,从而克服边缘效应影响。时始终保持等电位,,而用石英或陶瓷等非金属材料,蒸涂一层金属小极板厚度,往往不用整块金属板做极板膜作为极板。,往往使传感器不能正常由于电容传感器电容量很小,寄生电容就要相对大得多,容的影响。使用。消除和减小寄生电容影响的方法可归纳为以下几种:;;。从而产生很大的温度误温度变化将导致极间隙较大的相对变化,膨胀系数不匹配的情况下,如电:..差。为减小这种误差,瓷材料,电极材料选用铁镍合金。近年来又采用在陶瓷或石英上进行喷镀金或银的工艺。.对介质介电常数的影响2而温度对介电常数的影响随介质不同而异,空气及云母的介电常数温度系数近似为零。某些液体介质,如硅油、蓖麻油、煤油等,其介电常数的温度系数较大。例如煤油的介电常%的温度误差,故采用此℃,%℃;若环境温度变化±50类介质时必须注意温度变化造成的误差。电感式传感器第六章电感式传感器是利用电磁感应原理,的M将被测的物理量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈的自感系数L或互感系数变化,再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出,实现由非电量到电量转换的装置。-----测量电路L自感系数(互感系数M)-----被测非电量电磁感应-----,(又称电感式传感器)将非电量转换成自感系数变化的传感器通常称为自感式传感器定义:而将非电量转换成互感系数变化的传感器通常称为互感式传感器(又称差动变压器式传感。器),本章主要介绍自感式、互感式和涡流式三种传感器。。W电感传感器有衔铁、铁芯和匝数为铁芯和衔铁之间有气隙,气隙厚度为;传感器运动部分与衔铁相连,衔铁移动时发生变化引起磁路的磁阻变化,使电芯线圈的电感值L变化;只要改变气隙厚度或气隙截面积就可以改变电感。2、等效电路电感传感器是一个带铁芯的可变电感,由于线圈的铜耗、铁芯的涡流损耗、磁滞损耗以及分布电容的影响,它并非呈现纯电感。等效电路如图所示,其中L为电感,Rc为铜损电阻,Re电涡流损耗电阻,磁滞损耗电阻Rh,C为传感器等效电路的等效电容。等效电容C主要是由线圈绕组的固有电容和电缆分布电容引起。电缆长度的变化,将引起C的变化。当电感传感器确定后,这些参数即为已知量。、变面积式和螺线管式三类。,电感传感器最常用的测量电路是交流电桥式测量电路,电桥、变压器电桥、紧耦合电感比例臂电桥。,差动变压器本身是一个变压器,初级线圈输入交流电压,受外界影响变化时,其感应电压也随之起相应的变化,由于它的次级线圈接成差动的形式,故称为差动变压器。互感式传感器——把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器差动变压器式传感器——次级绕组用差动形式:变隙式、螺线管式、变面积式结构优点:测量精度高、灵敏度高、结构简单、性能可靠差动变压器式传感器的特性次级线圈的其灵敏度不仅取决于磁系统的结构参数,同时取决于初、几乎完全是线性的,匝数比及激磁电源电压的大小。可以通过改变匝数比及提高电源电压的办法来提高灵敏度。:波分量①、自感M由于差动变压器两个次级绕组不可能完全一致,因此它的等效电路参数(互感)不可能相同,从而使两个次级绕组的感应电动势数值不等。又因初级线圈RL及损耗电阻使激励电流与线圈匝间电容的存在等因素,中铜损电阻及导磁材料的铁损和材质的不均匀,所产生的磁通相位不同②次谐波高次谐波分量主要由导磁材料磁化曲线的非线性引起。由于磁滞损耗和铁磁饱和的影磁通,从而在次级绕组)(响,使得激励电流与磁通波形不一致产生了非正弦主要是三次谐波另外,激励电流波形失真,因其内含高次谐波分量,这样也将导致零点感应出非正弦电势。残余电压中有高次谐波成分。选用合适的测量线路;.从设计和工艺上保证结构对称性;::..,即在测试中测量仪器主动发射能量,观察被测对象吸收(透射式)或反射能量,不需要被测对象主动作功。涡流传感器的测量属于非接触测量,特别是用于测量运动的物体。电涡流传感器的应用没有特定的目标,一切与涡流有关的因素,在原则上都可用于测量目的。电涡流式传感器具有结构简单、体积小、频率响应宽、灵敏度高等特点,在测试技术中日益得到重视和推广应用。