补偿方法的特性。对应变式容器内液体重量传感器的设计可以分为下面两种不同的设计方案:1、方案一
直接利用直流电桥的基本形式如图1所示。R1,R2,R3,R4为桥臂,RL为负载。
图1直流电桥
1
f传感器课程设计
在实际测量中,使第一桥臂R1由应变片来替代,微小应变引起微小电阻的
变化。当受应变时,若应变片电阻变化为R1,其他桥臂固定不变,则电桥输出
电压U00。由公式可得
U0
R1R4
E
R1R1R2R3R4
1
电桥输出电压与柱式容器内感压膜上面溶液的重量成线性关系,因此可以测
量容器内储存的溶液重量。
2、方案二
采用差动电桥,根据被测试件的受力情况,若使一个应变片受拉,一个受压,
则应变符号相反;测试时,将两个银边片接入电桥的相邻臂上,如图2所示。
图2差动电桥
该电桥输出电压为:
U0
R1R1
R3E
2
R1R1R2R2R3R4
若R1R2R1R2R3R4则得:
U01ER12R1
3
通过方案比较,由于方案二的差动电桥无非线性误差。而且电压灵敏度为
SV(12)E,比使用方案一提高了一倍,同时可以起到温度补偿的作用,故选
用方案二。
2
f三、传感器工作原理
传感器课程设计
本设计采用的是应变式电阻传感器,电阻式应变片是一种能将试件上的应变变化转换为电阻变化的传感元件。
以金属丝电阻应变片为例介绍其工作原理。用一根具有高电阻系数的金属丝如康铜或镍铬合金等,直径d0025mm绕成栅形,枯贴在绝缘的基片和授盖层之间,由引出导线接于电路上。当金属丝电阻应变片在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,此现象称之为电阻应变效应。
在测量时,将应变片用猫结剂牢固地粘结在被测试件的表面上,随着试件受力变形,应变片的敏感栅也获得同样的变形,从而使其电阻随之发生变化,此电阻变化是与试件应变成比例的,这样就可以反映出外界作用力的大小。
敏感栅是应变片的核心部分,它枯贴在绝缘的基片上,其上再枯贴起保护作用的覆盖层两端焊接引出导线。
金属电限应变片的敏感栅有丝式、梢式和薄膜式三种。箔式应变片是利用光刻、腐蚀等工艺制成一种很薄的金属梢栅其厚度一般在0003001mm。其优点是散热条件好,允许通过的电流大,可制成各种所需的形状,便于批最生产。薄膜应变片是采用真空蒸发或真空沉淀等方法在薄的绝缘片上形成01pm以下的金属电阻薄膜的敏感栅,最后再加上保护层。它的优点是应变灵敏度系数大,允许电流密度大,工作范朋广。
半导体应变片是用半导体材料制成的,其工作原理是4于半导体材料的压阻效应r