传感器力和压力的检测.ppt

（3）波纹管 　　波纹管是一种具有轴对称、圆筒形、等间距环状波纹、能沿轴向伸缩的测压弹性敏感元件。它在轴向力、横向力和弯矩作用下都能产生相应的位移，因此在许多技术领域中都能得到应用。 第二十九页，共八十三页，2022年，8月28日 活动2： 认识几个弹性敏感元件 图3-7 金属波纹管 第三十页，共八十三页，2022年，8月28日 第三十一页，共八十三页，2022年，8月28日 活动3： 认识减压阀 图3-10 减压阀结构图 第三十二页，共八十三页，2022年，8月28日 六、电阻应变式传感器的应用 图3-11 电阻应变式纱线张力测试装置 1、电阻应变式纱线张力测量 在纱线加工过程中，随着纱线张力变化，悬臂梁相应地产生与张力成比例的应变，而使电阻应变片产生相应的变形，并输出相应的ΔR/R，因而破坏了电桥平衡，由此输出放大的电压信号。此电压信号再经动态电阻应变仪放大、检波、滤波后，输出一个放大的并与应变成比例的电压信号，最终由函数记录仪在感光纸上描绘成脉冲图形。 第三十三页，共八十三页，2022年，8月28日 图3-12 筒式压力传感器 2、筒式压力传感器 当被测压力与应变管的内腔相通时，应变管部分产生应变， 在薄壁筒上贴2片应变计做工作片，实心部分贴2片应变计做温度补偿应变片。没有压力作用时，这4片应变片构成的全桥处于平衡；当外部压力作用于应变管内腔时，圆管发生形变，使全桥失去平衡。这种压力传感器测量范围在106Pa～107Pa或更高的压力。其结构简单，制作方便，使用面宽，在测量火炮、炮弹、火箭的动态压力方面得到了广泛应用。 第三十四页，共八十三页，2022年，8月28日 3、膜片压力式传感器 测量气体或液体压力的膜片式压力传感器如图3-12所示。 圆形膜片的固定方式，可采用如图3-12 所示嵌固形式，也可以采用与外壳做成一体的形式。膜片压力传感器的工作原理是，当气体或液体压力作用在弹性元件膜片的承压面上时，膜片变形，使粘贴在膜片另一面的电阻应变片随之形变，并改变阻值。这时测量电路中的电桥失去平衡，产生输出电压。图3-11中所示贴在圆筒内壁上的应变片为温度补偿应变片。 第三十五页，共八十三页，2022年，8月28日 图3-14组合式压力式传感器 4、组合式压力传感 组合式压力传感器用于测量小压力，结构图如图3-14所示，由波纹膜片、膜盒、波纹管等弹性敏感元件构成。电阻应变计粘贴在梁的跟部感受应变。当元件感受压力后，推动推杆使梁变形，从而使电阻应变片随之变形，并改变阻值。悬臂梁的刚性较大，用于组合式压力传感器，可以提高测量的稳定性，减小机械滞后。 第三十六页，共八十三页，2022年，8月28日 5、力和扭矩传感器 下图所示列出了几种力和扭矩传感器的弹性敏感元件。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。 弯曲梁和扭转轴上的应变片也均可购成差分式，如图c、d 所示。 另外用环状弹性敏感元件测拉(压)力也是较普遍的， 如右图所示。 第三十七页，共八十三页，2022年，8月28日 图3-16 应变式加速度传感器 6、应变式加速度传感器 应变式加速度传感器如图3-16所示。它由端部固定并带有惯性质量块m的悬臂梁及贴在梁跟部的应变片、基座及外壳等组成。应变式加速度传感器是一种惯性式传感器。测量时，根据所测振动体的方向，将传感器粘贴在被测部位。当被测点的加速度沿图中所示箭头方向时，悬臂梁自由端受惯性力F=ma的作用，质量块m向加速度a相反的方向相对于基座运动，使梁发生弯曲变形，应变片电阻发生变化，产生输出信号，输出信号大小与加速度成正比。 第三十八页，共八十三页，2022年，8月28日 活动4： 认识几种应变式传感器 第三十九页，共八十三页，2022年，8月28日 第四十页，共八十三页，2022年，8月28日 任务二：了解应变片的应用 活动1：模拟电子称实验电路 电子称是将转换成电信号的称重传感器。电子台秤不仅能快速、准确地称出商品的重量，用数码显示出来，而且具有计算器的功能，使用起来更加方便。下面的实验为模拟电子称实验。 一、实验目的 1、了解电阻应变式传感器的基本结构。 2、掌握电阻应变式传感器的使用方法。 3、掌握电阻应变式传感器测量电路的调试方法。 第四十一页，共八十三页，2022年，8月28日 金属应变片传感器实验电路 二、实验器材 1、铁架台2、烧瓶夹3、刮胡刀片 4、透明塑料杯 5、502胶水