第二章溫度補(bǔ)償

1、精選課件精選課件142301234()()Z ZZ ZUUZZZZ1234ZZZZ、精選課件式中：式中：x電抗、r電阻、Z復(fù)數(shù)的模、幅角用指數(shù)形式代入得到交流電橋平衡條件，需滿足兩個(gè)方程式： 對(duì)臂復(fù)數(shù)的模積相等，幅角之和相等。1423| |ZZZZ142314230Z ZZ Z1234/ZZZZ&jZrjxZ e精選課件1234ZZZZ1Z已知已知 忽略分母項(xiàng)忽略分母項(xiàng)交流交流半橋半橋輸出：輸出： 10114ZUUZ&10112ZUUZ& 交流交流單橋單橋輸出：輸出： 11111RZj RC11211(1)RZj RC其中其中, Z1=R1 / XC1431101121

2、43(/) (/)(1/) (1/)ZZZZUUZZZZZZ &交流電橋輸出：交流電橋輸出：精選課件012ZUUZ&1423R RR R2211R CR C11ZZZ 22ZZZ 022222211212R UCUUjRR CRR C精選課件022222211212R UCUUjRR CRR C精選課件10114ZUUZ04URUR1RZj R C精選課件1423R RR R2211R CRC精選課件精選課件 應(yīng)變片溫度誤差。 電阻絲阻值與溫度關(guān)系：電阻絲阻值與溫度關(guān)系：0001tttRRtRRt 環(huán)境溫度變化t時(shí)，電阻絲的電阻變化為100tttRRRRt式中：式中：R R0

3、0是溫度為是溫度為t t0 0時(shí)的金屬絲電阻值；時(shí)的金屬絲電阻值；是是精選課件 電阻絲材料與測(cè)試材料的線膨脹系數(shù)不同。 sgtllosg由于敏感柵材料和被測(cè)構(gòu)件材料兩者線膨脹系數(shù)不同，當(dāng)t 存在時(shí)，引起應(yīng)變片的附加應(yīng)變，設(shè)則電阻絲產(chǎn)生的附加形變 則電阻絲產(chǎn)生的附加應(yīng)變?yōu)椋?tllsgot2精選課件20tgsRR kt 因試件使應(yīng)變片電阻產(chǎn)生附加形變?cè)斐傻碾娮枳兓瘻囟茸兓痶時(shí)引起總的電阻變化Rt1200ttttgsRRRRtR kt 式中： k 為應(yīng)變片靈敏度; t電阻溫度系數(shù); s電阻絲膨脹系數(shù); g試件膨脹系數(shù).精選課件電阻絲阻值與溫度關(guān)系：電阻絲阻值與溫度關(guān)系：v 因環(huán)境溫度改變引起的附加

4、電阻變化與以下內(nèi)容有關(guān): 環(huán)境溫度變化t； 應(yīng)變片本身的性能參數(shù)_應(yīng)變片靈敏度k ; 電阻絲溫度系數(shù)t、膨脹系數(shù)s；試件參數(shù)g。0/ttgsRRtkt 0/tttgsRRttkk折合成應(yīng)變量折合成應(yīng)變量（溫度變化引起）溫度變化引起）精選課件tgsk g gt t，s s、g g 抵消抵消ttgsttk精選課件 雙絲組合式自補(bǔ)償應(yīng)變片雙絲組合式自補(bǔ)償應(yīng)變片 是由兩種不同電阻溫度系數(shù)（一種為正值，一種為負(fù)值）的材料串聯(lián)組成敏感柵，以達(dá)到一定的溫度范圍內(nèi)在一定材料的試件上實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)?，如圖。這種應(yīng)變片的自補(bǔ)償條件要求粘貼在某種試件上的兩段兩段敏感柵，隨溫度變化而產(chǎn)生的電阻增量大敏感柵，隨溫度變化而

5、產(chǎn)生的電阻增量大小相等，符號(hào)相反，小相等，符號(hào)相反，即 (Ra) t= (Rb) t焊點(diǎn)RaRb焊點(diǎn)RaRb精選課件如果如果R R1 1R R4 4=R=R2 2R R3 3，電橋平衡時(shí)輸出為零；，電橋平衡時(shí)輸出為零；若若R R1 1、R RB B溫度系數(shù)相同，當(dāng)無應(yīng)變而溫度變溫度系數(shù)相同，當(dāng)無應(yīng)變而溫度變化時(shí)化時(shí)RR1 1 = R = R2 2 ，電橋平衡；，電橋平衡；當(dāng)有應(yīng)變時(shí)，當(dāng)有應(yīng)變時(shí)，R R1 1有增量有增量RR1 1，RR1 1 =R =R1 1k k0 0 ，補(bǔ)償片無變化，補(bǔ)償片無變化，RR2 2 = 0 = 0；此時(shí)電橋的輸出電壓與溫度無關(guān)此時(shí)電橋的輸出電壓與溫度無關(guān) 量應(yīng)變時(shí)

6、，使用兩個(gè)應(yīng)變片，一片貼在被測(cè)試件的表面，圖中R1稱為工作應(yīng)變片。另一片貼在與被測(cè)試件材料相同的補(bǔ)償塊上，圖中R2，稱為補(bǔ)償應(yīng)變片 USCR2R4R1R3E橋路補(bǔ)償法橋路補(bǔ)償法精選課件精選課件精選課件 精選課件 精選課件 交流電橋交流電橋，測(cè)測(cè)20-200Hz20-200Hz應(yīng)變力，輸出調(diào)應(yīng)變力，輸出調(diào) 幅調(diào)制波；幅調(diào)制波； 振蕩器振蕩器，產(chǎn)生產(chǎn)生400-2000Hz400-2000Hz等幅正弦波提等幅正弦波提 供電橋電壓和相敏檢波器參考電壓；供電橋電壓和相敏檢波器參考電壓； 差動(dòng)放大器，差動(dòng)放大器，將電橋輸出信號(hào)放大將電橋輸出信號(hào)放大, ,調(diào)幅調(diào)幅 波的負(fù)應(yīng)變信號(hào)反向輸出波的負(fù)應(yīng)變信號(hào)反向輸

7、出; ; 相敏檢波器相敏檢波器，如果應(yīng)變有拉和壓應(yīng)變，如果應(yīng)變有拉和壓應(yīng)變， 可通過相敏檢波電路區(qū)分雙向信號(hào)；可通過相敏檢波電路區(qū)分雙向信號(hào)； 低通濾波器低通濾波器去掉高頻保留低頻應(yīng)變信號(hào)去掉高頻保留低頻應(yīng)變信號(hào), , 還原被檢測(cè)的信號(hào)。還原被檢測(cè)的信號(hào)。 相移器相移器，相敏檢波器的參考信號(hào)與被測(cè)相敏檢波器的參考信號(hào)與被測(cè) 信號(hào)有嚴(yán)格的相位關(guān)系信號(hào)有嚴(yán)格的相位關(guān)系, ,相敏檢波電路要相敏檢波電路要 求求相位可調(diào)，由相移電路完成。相位可調(diào)，由相移電路完成。精選課件 精選課件橋梁固有頻率測(cè)量電路橋梁固有頻率測(cè)量電路頻率計(jì)頻率計(jì)精選課件 lFlESE 精選課件F=100103N 量程量程 BLR-1

8、BLR-1型測(cè)拉力、型測(cè)拉力、BHRBHR型測(cè)荷重傳感器型測(cè)荷重傳感器, ,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架都采用空心圓柱結(jié)構(gòu)?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架都采用空心圓柱結(jié)構(gòu)。精選課件精選課件012RUER 精選課件精選課件v 等截面梁等截面梁 懸臂梁的橫截面積處處相等，所以稱等截面梁。懸臂梁的橫截面積處處相等，所以稱等截面梁。 當(dāng)外力當(dāng)外力F F作用在梁的自由端時(shí)，固定端產(chǎn)生的應(yīng)變最大，作用在梁的自由端時(shí)，固定端產(chǎn)生的應(yīng)變最大， 粘貼在應(yīng)變片處的應(yīng)變?yōu)椋赫迟N在應(yīng)變片處的應(yīng)變?yōu)椋?26Flbh E0l 等截面等截面梁、梁、精選課件v 等截面梁等截面梁精選課件26Flbh El精選課件各各種種形形式式梁梁精選課件各種平

9、行雙孔梁各種平行雙孔梁稱重測(cè)力傳感器稱重測(cè)力傳感器 剪切梁式剪切梁式 測(cè)扭矩力測(cè)扭矩力精選課件精選課件電子臺(tái)秤電子臺(tái)秤精選課件22223(1)(3 )8rprxEh22223(1)()8tprxEhR1 R20.58 R3 R4精選課件22223(1)(3 )8rprxEh22maxmax23 (1)8rtprEh22minmax23 (1)24rrprEh/ 3 0.58x rrR1 R20.58R3 R422223(1)()8tprxEh精選課件R1 R20.58R3 R4精選課件殼體殼體機(jī)座機(jī)座aFR1R2m充滿硅油 精選課件Fma2266FLmLaEbhEbh26mLEbh梁確定后為常

10、數(shù)a精選課件精選課件精選課件精選課件精選課件 電阻式電阻式傳感器的基本原理，轉(zhuǎn)換電路。了解不同電傳感器的基本原理，轉(zhuǎn)換電路。了解不同電阻式傳感器的結(jié)阻式傳感器的結(jié) 構(gòu)、性能、靈敏度差別，分別使用構(gòu)、性能、靈敏度差別，分別使用在哪些場(chǎng)合；如何通過電阻式傳感在哪些場(chǎng)合；如何通過電阻式傳感 器測(cè)量力、壓力、器測(cè)量力、壓力、位移、應(yīng)變、加速度等非電量參數(shù)；位移、應(yīng)變、加速度等非電量參數(shù)； 金屬箔式應(yīng)變片：直流單臂、半橋、全橋比較；金屬箔式應(yīng)變片：直流單臂、半橋、全橋比較； 應(yīng)用測(cè)量電路，交流全橋應(yīng)用測(cè)量電路，交流全橋, ,相移器、相敏檢波器、相移器、相敏檢波器、電阻應(yīng)變儀，電子電阻應(yīng)變儀，電子 秤。秤

11、。精選課件 應(yīng)變片應(yīng)變片金屬絲拉長(zhǎng)，電阻增加，反之減少。金屬絲拉長(zhǎng)，電阻增加，反之減少。 電橋電路電橋電路平衡條件：平衡條件：R R1 1R R4 4=R=R2 2R R3 3； 用途：求未知電阻值，記錄電阻變化率、溫度補(bǔ)償；用途：求未知電阻值，記錄電阻變化率、溫度補(bǔ)償； 歐姆定律、基爾霍夫定律：計(jì)算電路電壓、電流。歐姆定律、基爾霍夫定律：計(jì)算電路電壓、電流。 應(yīng)變（力傳感器）應(yīng)變（力傳感器）貼在試件上（彈性元件）的應(yīng)變片貼在試件上（彈性元件）的應(yīng)變片 的電阻變化率與應(yīng)變成比例。的電阻變化率與應(yīng)變成比例。 半導(dǎo)體壓力傳感器可獲得比金屬大半導(dǎo)體壓力傳感器可獲得比金屬大100倍以上的電阻變倍以上的

12、電阻變 化?；?利用應(yīng)變的傳感器有荷重、壓力、形變、粘度傳感器。利用應(yīng)變的傳感器有荷重、壓力、形變、粘度傳感器。精選課件課堂作業(yè)課堂作業(yè)v有一吊車的拉力傳感器如圖所示，其中電阻應(yīng)有一吊車的拉力傳感器如圖所示，其中電阻應(yīng)變片變片 R R1 1、R R2 2、R R3 3、R R4 4 貼在等截面軸上。貼在等截面軸上。 已知已知 R R1 1、R R2 2、R R3 3、R R4 4標(biāo)稱阻值均為標(biāo)稱阻值均為120120， 橋路電壓為橋路電壓為2V2V，物重，物重MM引起引起R R1 1、R R2 2變化增量為變化增量為 1.21.2。畫出應(yīng)變片組成的電橋電路，畫出應(yīng)變片組成的電橋電路， 標(biāo)出各應(yīng)變片；標(biāo)出各應(yīng)變片；計(jì)算電橋輸出電壓和電橋的計(jì)算電橋輸出電壓和電橋的 輸出靈敏度；輸出靈敏度； 說明說明R R3 3、R R4 4起到什么作用？起到什么作用？精選課件課堂作業(yè)課堂作業(yè)v下下圖所示懸臂梁，距梁端部為圖所示懸臂梁，距梁端部為L(zhǎng) L位置上下各粘位置上下各粘貼完全相同的電阻應(yīng)變片貼完全相同的電阻應(yīng)變片R R1 1、R R2 2、R R3 3、R R4 4。 已知電源電壓已知電源電壓U