2.2 电阻应变式传感器的应用（课件）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版—第2版）

2.2 电阻应变式传感器的应用 传感器及应用 第一章 常用低压电器 1 学习目标 知识目标 熟悉和掌握电阻应变式传感器的应用。 能力目标 理解和运用力和扭矩传感器、压力传感器和加速度传感器，以及数显电子秤的工作原理等内容。 情感目标 注重基本概念、基本原理、基本方法的阐述，并考虑中等职业教育的特点，避免了理论推导，增强了实际应用等方面的知识。 新课导入 思考：分小组讨论和总结数显电子秤的工作原理。 新知学习 1.力和扭矩传感器 五、电阻应变式传感器的应用 拉伸应力作用下的细长杆和压缩应力作用下的短粗圆柱体如图a、b 所示。 新知学习 1.力和扭矩传感器 五、电阻应变式传感器的应用 拉伸应力作用下的细长杆和压 缩应力作用下的短粗圆柱体如图a、b 所示。测量时都可以在轴向布置一个或几个应变片，在圆周方向上布置同样数目的应变片。后者拾取符号相反的横向应变，从而构成差动式。另一 种弯曲梁和扭转轴上的应变片也均可构成差动式，如图c 、d 所示。另外用环状弹性敏感 元件测拉(压)力也是比较普遍的，如图e 所示。 新知学习 1.力和扭矩传感器 五、电阻应变式传感器的应用 测量时都可以在轴向布置一个或几个应变片，在圆周方向上布置同样数目的应变片。后者拾取符号相反的横向应变，从而构成差动式。另一 种弯曲梁和扭转轴上的应变片也均可构成差动式，如图c 、d 所示。 新知学习 1.力和扭矩传感器 五、电阻应变式传感器的应用 另外用环状弹性敏感 元件测拉(压)力也是比较普遍的，如图e所示。 新知学习 2. 压力传感器 五、电阻应变式传感器的应用 应变式压力传感器主要用于液体、气体压力的测量，测量压力范围是10⁴~10⁷ Pa 。 图中给出了组合式压力传感器示意图。图中应变片R 粘贴在悬臂梁上，悬臂梁的刚度应比压力敏感元件更高，这样可降低这些元件所固有的不稳定性和迟滞。 新知学习 2. 压力传感器 五、电阻应变式传感器的应用 新知学习 3. 加速度传感器 五、电阻应变式传感器的应用 加速度传感器实质上是一种测量力的装置，将基座固定在被测对象上，当被测物体以加速度a 运动时，质量块受到一个与加速度方向相反的惯性力而使悬臂 梁变形。通过应变片检测出悬臂梁的应变值，而应变值是与加速度成正比的。 新知学习 3. 加速度传感器 五、电阻应变式传感器的应用 新知学习 数显电子秤工作原理 五、电阻应变式传感器的应用 1. 工作原理 数显电子秤电路原理如图2-9所示，其主要部分为电阻应变式传感器R, 、IC₂ 、IC₃ 组成的测量放大电路和 IC₁ 及外围元件组成的数字显示面板表。传感器R, 采用E350-2AA 箔式电阻应变片，其常态阻值为350 Ω。 新知学习 数显电子秤工作原理 五、电阻应变式传感器的应用 2.元件选择 01 02 03 04 05 ①IC,选用ICL7126集成块；IC₂ 、IC₃ 选用高精度低温漂精密运放 OP-07;IC, 选用LM385-1.2 V 集 成块。 ②传感器R,选用E350-2AA 箔式电阻应变片，其常态阻值为350 Ω。 ③各电阻元件宜选用精密金属膜电阻。 ④R, 选用精密多图电位器， R₂、R。 经调试后可分别用精密金属膜电阻代替。 ⑤电容中 C; 选用云母电容或瓷介电容。 新知学习 数显电子秤工作原理 五、电阻应变式传感器的应用 3.制作与调试 该数显电子秤外形可参考图2-10所示的形式。其中形变钢件可用普通钢锯条制作，其方法是：首先将锯齿打磨平整，再将锯条加热至微红，趁热加工成 “U” 形，并在对应位置钻孔，以便以后安装。然后再将其加热至呈橙红色(七八百摄氏度),迅速放入冷水中淬火，以提高硬度和强度，最后进行表面工艺处理。秤钩可用强力胶粘接于钢件底部。应变片则用专用应变胶粘剂粘接于钢件变形最大的部位(内侧正中),这时其受力变化与阻值变化刚好相反。拎环用活动链条与秤体连接，以便使用时秤体能自由下垂，同时拎环还应与秤钩在同一垂线上。 新知学习 数显电子秤工作原理 五、电阻应变式传感器的应用 准备1 kg及2 kg标准砝码各一个，其调试过程如下： 01 02 03 04 05 ①在秤体自然下垂且无负载时调整 Rm, 使显示器准确显示零。 ②调整Rm, 使秤体承担满量程载荷(本电路选满量程为2 kg) 时 图2-10 数显电子秤外形 显示满量程值。 ③然后在秤钩下悬挂1kg的标准砝码，观察显示器是否显示1.000,如有偏差，可调整Rm 值，使之准确 显示1.000。 ④重复进行②、③步骤，至均满足要求为止。 ⑤最后准确测量 R、R₂g 电阻值，并用固定精密电阻予以代替。 课程小结 电阻应变式传感器的应用 1.·力和扭矩传感器 2. 压力传感器 3. 加速度传感器 4.数显电子秤的工作原理 5.数显电子秤的