第2章电阻式传感器-2.

五、温度误差及其补偿（一）温度误差应变片电阻值随温度变化的特性称为温度特性，由此引起的误差称为温度误差，又称热输出。因环境温度改变引起电阻变化的主要因素有两个：其一是电阻丝的电阻温度系数t(1/℃)其二是电阻丝材料的线胀系数s（1/℃）与试件材料的线胀系数g（1/℃）的不同。1.电阻温度系数的影响：tRRt1t)(kRRsg2tkRRRRRRsgt21tttkkRRsgttt相应的热输出，即虚假应变(应变误差)综合考虑得：2.线胀系数的影响：例如：康铜丝的t=2010-6/C，当t=1C时，(R/R)1=tt=2010-6，若应变片灵敏系数k=2，由于电阻变化引起的应变误差为61t1010kR/R可达10之多。再如：试件为钢材，电阻丝为康铜丝，g=1110-6/C，s=1510-6/C，当t=1C，k=2时，(R/R)2=k(g-s)t=2(11-15)10-61=-810-6（试件引起的应变误差）62t104kR/R二补偿法：单丝自补偿法自补偿法组合自补偿法线路补偿法电阻应变片的应用可分为两大类：第一类：将应变片粘贴于某些弹性体上，并将其接到测量转换电路，这样就构成测量各种物理量的专用应变式传感器。应变式传感器中，敏感元件一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为桥路；第二类：将应变片贴于被测试件上，然后将其接到应变仪上就可直接从应变仪上读取被测试件的应变量。六、应变式传感器举例(一)应变式测力传感器1.柱式力传感器(3)布片及组桥lD2HSEFEllb22F4D,D4rS要求或(1)柱形(主要测吨位级)(2)圆筒式(量程在100kg~50t)优点：简单易加工，抗偏载能力强。缺点：横向干扰大，非线性误差大。应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置FR1R2R4应变式荷重传感器外形及受力位置FF2.环式力传感器(薄臂环型)当h/2R时,内部的)Ebh/(FR91.1)Ebh/(FR09.12B2AFR1R2R3R4另外还有八角环形等。3.梁式(2)等截面梁：(500N~5000N)206FlεbhE)bxbl(0(1)等强度梁：026FlεbhE(3)双孔梁：线性度好，小载荷(100N~500N)(4)S梁：FEbh)2lL(F32L---梁端部到中心的距离,l---应变片长度,---梁端部到应变片的距离,h---应变片处的厚度.各种悬臂梁FF固定点固定点电缆maxmin4.轮辐式的贴片与布桥八片和四片应变片组桥对灵敏度的影响：RRR2R2)RR(压力概念图示绝对压力pa负压力p0大气压力pb绝对压力pa表压力pp=pa-pbp0=pb-pa(二)应变式压力传感器1.膜片式传感器应变：)xr(Eh8)1(P3)x3r(Eh8)1(P32222t2222r在x=r处，t=0，而r达到负的最大值，为中心处的两倍。222maxtmaxrEh8r)1(P30,r578.03/rxr处在膜片中心x=0时，有最大值2.筒式压力传感器（测较大压力）R2,R3为温度补偿片(注意径向和切向均为拉应力。))dD(E2)2(pd1)dD(E2)21(pd2圆周方向应变：轴向应变：3.其它压力传感器压力弹性元件图波登管膜片波纹管膜盒(三)应变式扭矩传感器应变片在圆周均布,与轴线成±45°。MnMn)Dd1(D16W:D16W:WME13333n空芯轴实芯轴(四)应变式加速度传感器测量时，基座固定在振动体上。振动加速度使质量块产生惯性力，悬臂梁则相当于惯性系统中的弹簧，在惯性力的作用下产生弯曲变形。因此，梁的应变在一定的频率范围内与振动体的加速度成正比。原理图结构图(五)应变式位移传感器如悬臂梁式,两端固定梁和弓形梁式位移传感器。LL0hL3L230(六)流量传感器(靶式流量计)如靶(一种节流装置)是圆形,则流量系数(圆靶的=1.82)22DdπfQαd2ρfQDd第二节压阻式电阻传感器一、压阻效应半导体受到应力作用时，其电阻率会发生变化的现象称为压阻效应。二、类型和特点有半导体应变式传感器和扩散型压阻式传感器两类。优点：灵敏度非常高，分辨率高，频响高，可测低频加速度与直线加速度。缺点：温度误差大。三、温度误差和补偿四、压阻式传感器举例（一）半导体应变式传感器可忽略（二）压阻式压力传感器（三）压阻式加速度传感器21E)E21(11RR磅秤超市打印秤电子秤电子天平的精度可达十万分之一电子天平人体秤吊钩秤应变式数显扭矩扳手电阻应变仪材料应变的测量斜拉桥上的斜拉绳应变测试