RR12ρρεμ③通常把单位应电所引起的电阻相对变化称为电阻丝的灵敏系数其表达式为Kερ
ρμε21R
R④
从④可以明显看出电阻丝灵敏系数K由两部分组成受力后由材料的几何尺受力引起21μ由材料电阻率变化引起的1_ερρ。对于金属丝材料1_ερρ项的值比21μ小很多可以忽略故μ21K。大量实验证明
f在电阻丝拉伸比例极限内电阻的相对变化与应变成正比即为常数。通常金属丝的1736。④可写成RRKε⑤23弹性元件的选择及设计
本次设计对质量的检测是通过对压力的检测实现的所以弹性元件承受物重也即压力这就要求弹性元件具有较好的韧性、强度及抗疲劳性通过查设计手册决定选取合金结构钢30CrM
SiNi2A其抗拉应力是1700Mpa屈服强度是1000Mpa弹性模量是211Gpa。
同时本次设计选取弹性元件的形式为等截面梁其示意图如图二所示
图二等截面梁
作用力F与某一位置处的应变关系可按下式计算026F
Ebh
lε式中ε距自由端为0l处的应变值
l梁的长度
E梁的材料弹性模量
b梁的宽度
h梁的厚度。通过设计选取l20mm0l14mmb10mmh3mm
现校核如下因此选取是合理的。
24应变片的选择及设计
从理论学习中知道箔式应变片具有敏感栅薄而宽粘贴性能好传递应变
3
0236
6F61001410Mpa933Mpa1000Mpabh1010910lσ
f性能好散热性好敏感栅弯头横向效应可以忽略蠕变机械滞后小疲劳寿命长等优点所以非常适合本次设计的应用。选择4片箔式应变片BX12002AA阻值为120Ω其基底尺寸是2424mmmm。同时敏感珊的材料选择铂因为其灵敏系数达sK46且其最高工作温度可以达800多摄氏度栅长做到05mm。
应变片粘贴在距自由端0l处R1和R4粘贴在梁的上方承受正应变R2和R3则与之对应粘贴在下方承受负应变。粘贴剂选择环氧树脂粘贴剂。基底材料选择胶基厚度为003mm005mm。
引线材料采用直径为015018mm的铬镍金属丝引线。
最后在安装后的应变片和引线上涂上中性凡士林油做防护作用以保证应变片工作性能稳定可靠。这样最大应变为
因此是符合的。且交流电桥的最大输出输入比为
三、单元电路的设计
31电桥电路的设计
为了实现对应变片的温度补偿因此选择全桥电路作为测量电路将4片应变片接入电桥。桥路图如图三所示。其次考虑到连线导线分布电容的影响及交流电桥的初始平衡性问题无称重时电桥输出应为零应在桥路中采取调零电路。桥路接法如图三所示R5和C2即是实现调零用的取C21uFR518kΩ。
电桥输出为oisir