电阻应变片工作及测量原理?
电阻应变片在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在其表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成了将外力变换为电信号的过程。
压电元件在一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象, 同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力作用方向改变时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
压敏电阻压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。
前两者都是将外力引起的形变转换成电信号.压敏电阻的工作与外力无关,也没有形变.
延伸阅读
如何将电阻式应变片的电阻变化转换为电压或电流信号?
电阻应变片是传感器的一种,它的原理是将被测物体应力的微小变化,转换成本身的电阻的微小变化,通过电桥电路将电阻变化转变成电压或电流的变化。
在测量前,将电阻应变片贴在被测物体的表面,让应变片成为直流电桥的一个桥臂,将电桥调平衡。
当测试时,应变片阻值变化,电桥失衡,便有电压或电流输出。
以上就是将电阻式应变片的电阻变化转换为电压或电流信号的过程。
什么是应变效应,电阻应变片是如何进行分类的?
金属导体的电阻值随着它受力所产生机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生变化的现象称之为金属的电阻应变效应。
电阻应变片可以分为3类:
(1)丝绕式
用电阻丝盘绕电阻片称为丝绕式电阻片,目前广泛使用的有半圆弯头平绕式,这种电阻片多用纸底和纸盖,价格低廉,适于实验室广泛使用,缺点是精度较差,横肉向效应系数较大。
(2)短接式
这种电阻片的制作比较容易,在一排拉直的电阻丝之间,在预定的标距上用较粗的导线相间地造成短路,这种电阻片有用纸底的,也有用胶底的。短路接式电阻片的优点是几何形状比容易于保证,而且横向效应系数近于零。
(3)箔式电阻片
它是在合金箔(康铜箔或镍铬箔)的一面涂胶形成胶底,然后在箔面上用照相腐蚀成形法制成的,所以几何形状和尺寸非常精密,而且由于电阻丝部分是平而薄的矩形截面,所以粘贴牢固,丝的散热性能好,横向效应系数也较低。
电阻应变片的结构?
电阻应变片结构由四部分组成:敏感栅、基底、盖层、粘结剂、引线,分为金属丝式和箔式。
其主要特性参数:灵敏系数、横向效应、机械滞后、零漂及蠕变、温度效应、应变极限、疲劳寿命、绝缘电阻、最大工作电流、动态响应特性。
电阻应变片结构所选的材料不同将直接影响应变片的性能,所以要根据要求选择合理的选择。
电阻应变片式传感器的工作原理是什么?
电阻应变片是一种常用的应力感应元器件,在电子秤、体脂秤等称重产品中应用比较广泛,如小米和华为的体脂秤都是用电阻应变片来测量的,将重量的变化转化成电阻值的变化,进而转化为电压的变化。将电阻应变片加上合适的结构件外壳后即成为应变感应传感器,应变片的实物图如下图所示。
应变片用来设计产品时,为了更加精确的测量电阻的变化,一般会设计一个惠斯通电桥电路,该电路由四个电阻构成,其中三个是参数计算好的定值电阻,另外一个是应变片。电路如下:
在初始状态下,R1R3的乘积与R2R4的乘积相等,所以所检测到的电压差为零。当外界应力发生变化后,应变电阻R4的阻值发生变化,平衡被打破,检测到电压差。
假设电压为VCC,流过R1和R2的电流假设是I1,流过R4和R3的电流假设是I2,则电流的计算方法如下:
I1=VCC/(R1+R2), I2=VCC/(R3+R4),
R2两端的电压V1=VCC×R2/(R1+R2);
R3两端的电压V2=VCC×R3/(R3+R4);
通过以上计算公司得到压差ΔU= VCC×(R2R4-R3R1)/[(R1+R2)(R3+R4)],
再将ΔU送入差分放大电路,放大到合适的数值后即可被单片机采样得到,从而计算出重量值,即实现了重量的检测。
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电阻应变片的原理是什么啊?
电阻应变片的测量原理为:金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外,还与金属丝的长度,横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上,当构件受力变形时,金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化,进而发生电阻变化。 dR/R=Ks*ε 其中,Ks为材料的灵敏系数,其物理意义是单位应变的电阻变化率,标志着该类丝材电阻应变片效应显著与否。ε为测点处应变,为无量纲的量,但习惯上仍给以单位微应变,常用符号με表示。 由此可知,金属丝在产生应变效应时,应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系,这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。