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力传感器特性研究及其应用设计

力传感器特性研究及其应用设计. 背景. 人们借助传感器扩展自己的感官，压力传感器是将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。. 目的. 1 、了解和研究压力传感器的静态、动态特性及其应用。 2 、学习用非平衡电桥测量力学量和给非平衡电桥定标的方法。 3 、绘制电阻应变式传感器静态加载力与输出信号的关系曲线。. L. h. a. F. 原理. ρ ——金属导体的电阻率（Ω· cm 2 /m ） S ——导体的截面积（ cm 2 ） L ——导体的长度（ m ）. R1. R2. G. R3. R4.

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Presentation Transcript

  1. 力传感器特性研究及其应用设计

  2. 背景 • 人们借助传感器扩展自己的感官，压力传感器是将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。

  3. 目的 • 1、了解和研究压力传感器的静态、动态特性及其应用。 • 2、学习用非平衡电桥测量力学量和给非平衡电桥定标的方法。 • 3、绘制电阻应变式传感器静态加载力与输出信号的关系曲线。

  4. L h a F 原理 ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m） S——导体的截面积（cm2） L——导体的长度（m）

  5. R1 R2 G R3 R4 R1、R2是应变片，R3、R4是变阻箱 实验原理 • 在本实验中采用的是半桥。 • 实验中采用电路图如图所示，其中R1、R2分别对称地粘在了悬臂梁的上、下两个表面，这样，它们的变化正好相反，提高了电桥的灵敏度。

  6. 仪器 1、托盘 2、悬臂梁 3、应变片 4、接线柱 3 2 4 1

  7. 万用表直流200mv档 变阻箱 变阻箱 实验步骤 电路图

  8. 1、按图连接电路 • 2、调节两个电阻箱使检流计指零 • 应变片阻值在100Ω左右，可调节电阻箱阻值在千欧、甚至万欧档上变化，以使检流计确实指零； • 3、在托盘上放上砝码，在检流计上读出数据，记录在表格上。先增加砝码测出相应数据Uab+，再减少砝码测出相应数据Uab-，取平均值作为最后数据Uab。

  9. 数据记录与处理 • 1、记录托盘中砝码的质量m，计算载荷F、σ，记录相应的Uab+和Uab-，并计算Uab； 2、在坐标纸上画出Uab-σ图，研究二者之间的关系。

  10. 思考题 • 1、当传感器不受外力作用时，电桥应处于初始平衡状态，万用表输出电压显示应为多少伏？ • 2、当传感器不受外力作用时，若万用表输出电压显示不为0.00mV，表明电桥处于什么状态？应做如何调节使万用表输出电压显示为0.00mV？ • 3、简答压力传感器是利用电阻元件的什么特性来实现对压力的测量？ • 4、为使天平更加灵敏，应变片应该粘得靠近悬臂梁的固定端还是远离固定端？

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