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類型分類:
工作原理
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應變式壓力傳感器

應變式傳感器的原理與優點

發布日期:2023-10-27 點擊率:161

應變式傳感器是基于測量物體受力變形所產生的應變的一種傳感器。電阻應變片則是其最常采用的傳感元件。它是一種能將機械構件上應變的變化轉換為電阻變化的傳感元件。

電阻應變片一般由敏感柵、基底、引線、蓋片等組成。敏感柵由直徑為0.01-0.05mm、高電阻系數的細絲彎曲而成柵狀,它實際上是一個電阻元件,是電阻應變片感受構件應變的敏感部分。敏感柵用粘合齊將其固定在基底上。基底的作用應保證將構件上應變準確地傳遞到敏感柵上去。因此它必須作得很薄,一般為0.03-0.06mm,使它能與試件及敏感柵牢固地粘結在一起。另外它還應有良好的絕緣性能、抗潮性能和耐熱性能。基底材料有紙、膠膜、玻璃纖維布等。紙具有柔軟、易于粘貼、應變極限大和價格低廉等優點,但耐溫耐濕性差,一般工作溫度低于70℃下采用。為了提高耐濕耐久性和使用溫度,可浸以酚醛樹脂類粘合劑使用溫度可提高至180℃,且時間穩定性好,適用于測力等傳感器使用。膠膜基底是由環氧樹脂、酚醛樹脂、聚脂樹脂和聚酰亞胺等有機粘合劑制成的薄膜,膠膜基底具有比紙更好的柔性、耐濕性和耐久性,且使用溫度可達100-300℃。玻璃纖維布能耐400-450℃高溫,多用做中溫或高溫應變片基底。引出線的作用是將敏感柵電阻元件與測量電路相連接,一般由0.1-0.2mm低阻鍍錫銅絲制成,并與敏感柵兩輸出端相焊接。

在測試時,將應變片用粘合劑牢固地粘貼在被測試件的表面上,隨著試件受力變形,應變片的敏感柵也獲得同樣的變形,從而使其電阻隨之發生變化,而此電阻變化是與試件應變成比例的,因此如果通過一定測量線路將這種電阻變化轉換為電壓或電流變化,然后再用顯示記錄儀表將其顯示記錄下來,就能知道被測試件應變量的大小。

應變片式壓力傳感器是應變式傳感器的一種,其通過粘結在彈性元件上的應變片的阻值變化來測量壓力值的。當被測壓力傳遞到粘貼有電阻應變片的膜片、彈性梁或應變管后,使之產生變形,則由電阻應變片組成的電橋有不平衡電壓輸出,該電壓與作用在壓力傳感器上的被測壓力成正比。具有精度高、體積小、重量輕、測量范圍寬、固有頻率高、動態響應快等優點,同時耐振動、抗沖擊性能良好。但輸出信號較小,受溫度影響較大。

應變式傳感器具有很多優點:

1、分辨力高,能測出極微小的應變;

2、誤差較小,一般小于1%;

3、尺寸小、重量輕。

4、測量范圍大,從彈性變形一直可測至塑性變形(1-2%),最大可達20%;

5、既可測靜態,也可測快速交變應力;

6、具有電氣測量的一切優點,如測量結果便于傳送、記錄和處理;

7、能在各種嚴酷環境中工作。如從宇宙真空至數千個大氣壓;從接近絕對零度低溫至近1000℃高溫;離心加速度可達數十萬個“g”;在振動、磁場、放射性、化學腐蝕等條件下,只要采取適當措施,亦能可靠地工作;

8、價格低廉、品種多樣,便于選擇和大量使用。如:電子秤行業中稱重傳感器上的應用,測力設備上的應用等。


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