文档介绍：电阻式传感器
第1页，共61页，编辑于2022年，星期五
非电量
应变
电阻应变片
弹性原件
电阻变化
传感器
§2-1电阻应变式传感器
第2页，共61页，编辑于2022年，星期五
61页，编辑于2022年，星期五
测量前应使电桥平衡，使Uo=0，即：
桥式电路中，四个电阻的任何一个都可以是应变片电阻
特点：相邻相减，相对相加
第25页，共61页，编辑于2022年，星期五
例题1：
R1
R2
R3
R4
第26页，共61页，编辑于2022年，星期五
例题2：如图所示，测量一个悬臂梁受力情况，若测量电路已经确定
试摆放4个应变片的位置
R1
R2
R3
R4
第27页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
*
一般采用全等臂形式，即R1=R2=R3=R4=R，
第28页，共61页，编辑于2022年，星期五
2、应变片电桥的一般组成
1）单臂工作：
第29页，共61页，编辑于2022年，星期五
以上说明：单臂工作时，输出电压与应变片电阻变化率之间是近似的线性关系，实际上是非线性关系。这会带来非线性误差。
若将输出电压的式子用泰勒级数展开
第30页，共61页，编辑于2022年，星期五
2）双臂工作（差动半桥）
通过上式，说明双臂工作时，如果差动双臂应变大小一致（极性相反），则不存在（或很小的）非线性误差，并可起到温度补偿作用。
3）三臂工作（同理）
4）四臂工作（同理）
第31页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
*
① 半桥单臂工作方式
② 半桥双臂工作方式
③ 全桥4臂工作方式
第32页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
电桥的线路补偿
① 零点补偿
要求电桥的4个桥臂电阻值相同是不可能的，这样就使电桥不能满足初始平衡条件（即U0≠0）。为了解决这一问题，可以在一对桥臂电阻乘积较小的任一桥臂中串联一个可调电阻进行调节补偿。
第33页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
由于供桥电源为交流电源，引线分布电容使得二桥臂应变片呈现复阻抗特性。
第34页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
2 .交流电桥
交流电桥平衡调节
由于分布电容的存在，交流信号的频率会影响电桥的平衡，故在使用之前，要对电桥进行平衡调节。
第35页，共61页，编辑于2022年，星期五
测量范围广：
精度高：
线性好；工作性能稳定、可靠
应变式传感器由弹性元件、应变片、附件等组成。主要用作各种电子称与材料试验机的测力元件、发动机的推力测试、 水坝坝体承载状况监测等。
第36页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
(筒)式传感器
第37页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
*
应变式力传感器
F
F
F
F
第38页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
各种悬臂梁
第39页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
各种悬臂梁
F
F
固定点
固定点
电缆
第40页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置
F
R
1
R
2
R
4
第41页，共61页，编辑于2022年，星期五
*
汽车衡（以下参考北京远亚兴业商贸有限公司资料 ）
第42页，共61页，编辑于2022年，星期五
例题：
（3）试分别求非线性误差。
第43页，共61页，编辑于2022年，星期五
§2-2固态压阻传感器
（一）半导体压阻效应原理：
对于一条半导体材料受到应力作用后，其电阻相对变化为：
对半导体来说：当某一轴向施加一定应力，电阻率发生变化称为压阻效应，不同类半导体，不同加力方向，压阻效应不一样。
金属电阻应变片的缺点是灵敏系数低（~），半导体应变片k比金属电阻高约50倍
第44页，共61页，编辑于2022年，星期五
。
即单晶体硅材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。
第45页，共61页，编辑于2022年，星期五
半导体应变片的灵敏系数
半导体应变片灵敏度高，K>100可不用放大器，
但半导体应变片有明显缺点：阻值，灵敏度等随温度变化大，非线性大，所以使用时应采取温度补偿和非线性补偿措施。
第46页，共