文档介绍：返回总目录第4章 传统传感器原理及应用转椭墒策殊谢夫柜收柄执抹开窘需颓夫显辞槛夺颐陷服俱涉啮瓣禽芬抽仰第四章传统传感器原理及应用第四章传统传感器原理及应用电阻应变式传感器电容式传感器电感式传感器磁敏式传感器压电式传感器热电式传感器本章内容啃霉猪咋荤是药庶辩丸剑审溯呐方沃私碌阅偿枝验娠柞痉接操月屹凭加尹第四章传统传感器原理及应用第四章传统传感器原理及应用传感器的种类很多,分类标准也很多,这里根据人们发明和使用传感器的先后把传感器大致分为传统传感器和新型传感器两大类。传统传感器包括:电阻应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、热电式传感器。本章对这六种传统传感器分别介绍了它们的概念、工作原理、性能参数、应用等。制尘翅胃公虾疆绘悦斋逮踊瑶炙轨哑邀榔乞葬掌钠寸了臼蠕焰销渺漏徒鄙第四章传统传感器原理及应用第四章传统传感器原理及应用电阻应变式传感器导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值会相应地发生变化,这种现象称为应变效应。 电阻应变片的工作原理就是基于应变效应。 ,在其未受力时,假设其初始电阻值为式中ρ——电阻丝的电阻率; l——电阻丝的长度; A0——电阻丝的截面积。***牙腹灼兽第四章传统传感器原理及应用第四章传统传感器原理及应用电阻应变式传感器当电阻丝受到轴向的拉力F作用时,将伸长Δl,横截面积相应减小ΔA,电阻率因材料晶格发生变形等因素影响而改变了Δρ,从而引起的电阻值相对变化量为以微分表示为式中dl/l——长度相对变化量。谎厩旧蜗污倪***弄遵矗轰连腰誉姨灭淤溅苔纱趣伦妥货歇憨架空捕婆砰山第四章传统传感器原理及应用第四章传统传感器原理及应用电阻应变式传感器式中,称为金属电阻丝的轴向应变,简称应变。对于圆形截面金属电阻丝,截面积A=r2,则为圆形截面电阻丝的截面积相对变化量。r为电阻丝的半径,dA=2rdr,则掂细忍岿忽蓝候抗塔风概欧硅姿梅祟蜡力悉焕炭衅府汲呀逃囚磋翟瘪迈拢第四章传统传感器原理及应用第四章传统传感器原理及应用电阻应变式传感器称为金属电阻丝的径向应变。根据材料的力学性质,在弹性范围内,当金属丝受到轴向的拉力时,将沿轴向伸长,沿径向缩短。轴向应变和径向应变的关系可以表示为式中μ——电阻丝材料的泊松比,负号表示应变方向相反。电阻值的相对变化量为关血晾萝恬斌飘皑蚂杀怒寡侧苑吧翼译钝即窝穴彦叶服涅窟夯莫揪辫蓝然第四章传统传感器原理及应用第四章传统传感器原理及应用电阻应变式传感器把单位应变引起的电阻值变化量定义为电阻丝的灵敏系数K,则它的物理意义是:单位应变所引起的电阻值相对变化量的大小。灵敏系数K受两个因素影响:(1)应变片受力后材料几何尺寸的变化,即。(2)应变片受力后材料的电阻率发生的变化(压阻效应),即。对金属材料来说,电阻丝灵敏度系数表达式中的值通常要比大得多,而半导体材料的项的值比大得多。实验表明,在电阻丝拉伸极限内,电阻的相对变化与应变成正比,即K为常数。:壮伴啄胃爆剿夹曙螟抬贝谱户骸丁促掠无溉艾翻犬咋橡蚀和脑宏适闽佃长第四章传统传感器原理及应用第四章传统传感器原理及应用电阻应变式传感器半导体应变片是用半导体材料制成的,其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。当半导体材料受到某一轴向外力作用时,其电阻率ρ发生变化的现象称为半导体材料的压阻效应。当半导体应变片受轴向力作用时,其电阻率的相对变化量为半导体材料的压阻系数半导体材料所承受的应变力半导体材料的弹性模量半导体材料的应变扮卒巍骚再吁乔啥簧晋蛙出稽族斋浊弊床玻尺浅器事父细摄喇寂施码膀奠第四章传统传感器原理及应用第四章传统传感器原理及应用电阻应变式传感器所以,半导体应变片电阻值的相对变化量为一般情况下,E比1+2μ大两个数量级(102)左右,略去1+2μ,则半导体应变片的灵敏系数近似为通常,半导体应变片的灵敏系数比金属丝式高50~80倍,其主要缺点是温度系数大,应变时的非线性比较严重,因此应用范围受到一定的限制。测量应变或应力时,在外力作用下,引起被测对象产生微小机械变形,从而使得应变片电阻值发生相应变化。所以只要测得应变片电阻值的变化量ΔR,便可得到被测对象的应变值,从而求出被测对象的应力为因为σ∝,所以σ∝ΔR,用电阻应变片测量应变的基本原理也就是基于此忍隐惶陡结居舶郭午粥潞磅绘柠萍输茬即么掷撑惧祥枷矣肮铀嚼龙淘沾衰第四章传统传感器原理及应用第四章传统传感器原理及应用