力敏傳感器的3種工作方式
2021-03-17 15:39:34閱讀量:1126
什么是力敏傳感器?
力敏傳感器是使用很廣泛的一種傳感器。它是生產(chǎn)過程中自動(dòng)化檢測(cè)的重要部件。它的種類很多,有直接將力變換為電量的如壓電式、壓阻式等,有經(jīng)彈性敏感元件轉(zhuǎn)換后再轉(zhuǎn)換成電量的如電阻式、電容式和電感式等。它主要用于兩個(gè)方面:測(cè)力和稱重。本章介紹電阻應(yīng)變式傳感器、壓阻式和壓電式傳感器。
力敏傳感器的工作原理
電阻應(yīng)變式傳感器是通過彈性敏感元件將外部的應(yīng)力轉(zhuǎn)換成應(yīng)變?chǔ)?,再根?jù)電阻應(yīng)變效應(yīng),由電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻值的微小變化,通過測(cè)量電橋轉(zhuǎn)換成電壓或電流的輸出。
力敏傳感器的單筆電橋和雙臂電橋以及差動(dòng)電橋:
1、單臂電橋:
圖中的電阻R1為電阻應(yīng)變片。起始時(shí),應(yīng)變片未承受應(yīng)變,電橋平衡:R1 R3= R2 R4 ,此時(shí) UO=0。
當(dāng)應(yīng)變片承受應(yīng)變時(shí),則R1增大為R1+ΔR,
對(duì)于等臂電橋和輸出對(duì)稱電橋,此時(shí)的輸出電壓為:
電阻R1、R2為應(yīng)變片,R3、R4為固定電阻。當(dāng)應(yīng)變片承受應(yīng)變時(shí),R1增大為R1+ΔR,同時(shí)R2減小為R2-ΔR,此時(shí)的輸出電壓為單臂工作時(shí)的兩倍。
3、差動(dòng)電橋:
電阻R1、R2 、R3、R4均為應(yīng)變片。當(dāng)應(yīng)變片承受應(yīng)變時(shí),則R1和R3增大ΔR,R2和R4減小ΔR,此時(shí)的輸出電壓為單臂工作時(shí)的四倍。
力敏傳感器是使用很廣泛的一種傳感器。它是生產(chǎn)過程中自動(dòng)化檢測(cè)的重要部件。它的種類很多,有直接將力變換為電量的如壓電式、壓阻式等,有經(jīng)彈性敏感元件轉(zhuǎn)換后再轉(zhuǎn)換成電量的如電阻式、電容式和電感式等。它主要用于兩個(gè)方面:測(cè)力和稱重。本章介紹電阻應(yīng)變式傳感器、壓阻式和壓電式傳感器。

力敏傳感器的工作原理
電阻應(yīng)變式傳感器是通過彈性敏感元件將外部的應(yīng)力轉(zhuǎn)換成應(yīng)變?chǔ)?,再根?jù)電阻應(yīng)變效應(yīng),由電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻值的微小變化,通過測(cè)量電橋轉(zhuǎn)換成電壓或電流的輸出。
力敏傳感器的單筆電橋和雙臂電橋以及差動(dòng)電橋:
1、單臂電橋:
圖中的電阻R1為電阻應(yīng)變片。起始時(shí),應(yīng)變片未承受應(yīng)變,電橋平衡:R1 R3= R2 R4 ,此時(shí) UO=0。
當(dāng)應(yīng)變片承受應(yīng)變時(shí),則R1增大為R1+ΔR,

對(duì)于等臂電橋和輸出對(duì)稱電橋,此時(shí)的輸出電壓為:
電阻R1、R2為應(yīng)變片,R3、R4為固定電阻。當(dāng)應(yīng)變片承受應(yīng)變時(shí),R1增大為R1+ΔR,同時(shí)R2減小為R2-ΔR,此時(shí)的輸出電壓為單臂工作時(shí)的兩倍。

3、差動(dòng)電橋:
電阻R1、R2 、R3、R4均為應(yīng)變片。當(dāng)應(yīng)變片承受應(yīng)變時(shí),則R1和R3增大ΔR,R2和R4減小ΔR,此時(shí)的輸出電壓為單臂工作時(shí)的四倍。
結(jié)論:上述三種工作方式中,差動(dòng)全橋工作方式的靈敏度最高,差動(dòng)半橋次之,單臂電橋靈敏度最低。采用全橋(或雙臂半橋)還能實(shí)現(xiàn)溫度變化的自動(dòng)補(bǔ)償。
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