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传感器电阻器的功能与应用

类型:电阻,电阻器,精密电阻,无感电阻,制动电阻,高压电阻,铝壳电阻,电阻箱,功率线绕电阻 加入时间:2012-4-10 返回列表
本文Tag标签:全部标签:电阻器

  目前应用广泛的电阻应变片有电阻丝应变片和半导体应变片两种。它们的工作原理是基于电阻丝材料的应变效应或半导体材料的压阻效应。

  电阻式传感器是一种电参量传感器,它的工作原理是通过转换元件将被测非电量转变为电阻值,通过转换电路将电阻值转换为电信号,通过测量电信号达到测量非电量的目的。这类传感器的种类较多,大致可分为电阻应变式、压阻式、热电阻式、磁电式、光敏电阻式传感器。利用电阻式传感器可以测量应变、压力、位移、加速度及温度等非电量参数。本书介绍电阻应变传感器、压阻式传感器、热电式传感器、光敏电阻式传感器的原理、测量电路和应用。

  应变式传感器电阻应变式传感器是一种应用广泛的传感器,它由弹性元件、电阻应变片和测量电路构成。当弹性元件感受被测物理量(如力、荷重、扭力等)时,其表面产生应变,教贴在弹性元件表面的电阻应变片的阻值将随着弹性元件的应变而相应变化。通过电桥进一步将电阻变化转换为电压或电流变化。利用金属丝应变效应或半导体的压阻效应可以制成电阻式应变片或应变膜。

  1.电阻器丝的应变效应电阻丝应变片是用直径为o.025mm左右的具有高电阻率的电阻丝制成的。它是基于金属的应变效应工作的。金属丝的电阻随着它所受的机械变形(拉伸或压缩)的大小发生相应变化的现象为金属的电阻应变效应。

  2,应变片的结构与类型(1)应变片的结构金属应变片的基本结构。应变片的结构主要由电阻丝、基片、覆盖层、引出线及教合剂5个部分组成。电阻器丝即敏感栅,它以直径为o.02咖左右的合金电阻丝绕成栅栏形状。电阻器丝是应变片的转换元件,将应变转换为电阻的变化。基片用o.05伽左右的薄纸(纸基),或用戳结剂和有机树脂基膜(胶基)制成。它是将传感器弹性体的应变传递到敏感栅的中间介质,井起到电阻丝与弹性体之间的绝缘作用。覆盖层起着保护电阻丝的作用,防蚀防潮。戳合剂将电阻丝与基片新贴在一起。引出线为o.13一o.30咖直径的镀锡铜线,与敏感栅相连,将应变片与测量电路相连。L为应变片的工作基长,6为应变片的基宽,L6称为应变片的使用面积。应变片的规格以使用面积和电阻值表示,如3咖×10nun,1200。

  (2)应变片的类型金属应变片可分为丝式、箔式及薄膜式3种。

  箔式应变片是利用照相制版或光刻腐蚀技术,将电阻箔材(1—10F1m)制作在绝缘基底上,制成各种形状。它具有传递应变性能好,横向效应小,散热性能好,允许通过电流大,易于批量生产等优点,应用广泛。

  形膜应变片采用真空蒸镀、沉积或溅射的方法,将金属材料在绝缘基底上制成一定形状的厚度在o.1严m以下的薄膜而形成的敏感栅。它具有灵敏系数高,允许电流大,易实现工业化生产等特点。

  3,电阻器应变片的特性(1)应变片的灵敏系数实际的应变片与单丝是不同的,应变片的灵敏系数及值必须通过实验重新测定。测定时将电阻应变片熟贴在一维应力作用下的试件上时,试件材料为泊松比为/j=o.283的钢件。用精密电阻电桥等仪器测出应变片的电阻变化,得到应变片的电阻与其所受的轴向应变的特性。实践表明:应变片的电阻相对变化与电阻应变片所受的轴向应变成线性关系。实践表明:应变片的灵敏系数恒小于电阻丝的灵敏系数,其原因是在应变片中存在着横向效应。

  (2)应变片的横向效应应变片的敏感栅除了有纵向丝栅外,还有圆弧型或直线型横栅,横栅既对纵向应变敏感,又对横向应变敏感。当电阻应变片教贴在一维拉力状态下的试件上时,应变片的纵向丝栅因纵向拉应变e2,使其电阻增加,而应变片的横向丝栅因感受纵向拉应变ct和横向压应变c,(6,c点),由于电阻丝收缩使其电阻值减小,因此应变片的横向丝栅部分的电阻变化将纵向丝栅部分的电阻变化抵消了一部分。使总阻值变化减小,从而降低了整个应变片的灵敏度,这就是应变片的横向效应。横向效应给测量带来误差,其大小与敏感栅的结构尺寸有关。敏感栅纵向越窄、越长,横栅越宽、越短,则横向效应越小。应变片采用箔式应变片或将横向部分做成直线形,以减小横向效应的影响。

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