電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理及應(yīng)用

1、2012年第1期福建電腦133電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理及應(yīng)用付曉鷗（本溪市機(jī)電工程學(xué)校遼寧 本溪117000）摘 要】：本文闡述了應(yīng)變效應(yīng)、電阻應(yīng)變式傳感器工作原理及其應(yīng)用關(guān)鍵詞】：應(yīng)變效應(yīng)；電阻應(yīng)變式傳感器 ；應(yīng)用。2012年第1期福建電腦1332012年第1期福建電腦133，主要是指測量液體或氣，即液體或氣體的壓強(qiáng)。所，實(shí)際上是壓強(qiáng)傳感器它不，還可以用來制造測量壓力傳感器按其結(jié)構(gòu)形式可© 1994-2012 China Aca<fcniie Journal Electronic Publishing House- All rights reserved, http: Ak

2、i.ncr在日常生活中，我們大量的使用傳感器，例如：電視機(jī)的遙控器利用紅外光發(fā)射接收傳感器控制電視；麥克風(fēng)是一種把聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器。傳感器亦稱換能器，是利用各種物理、化學(xué)及生物效應(yīng)實(shí) 現(xiàn)非電量按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸?shù)碾娏?的裝置。電阻應(yīng)變式傳感器是將壓力這個物理量轉(zhuǎn)換 成電信號輸出的一種傳感器，隨著加工工藝，粘貼工藝等的技術(shù)進(jìn)步，電阻應(yīng)變式壓力傳感器的準(zhǔn)確度，可靠性大大提高，在自動檢測與控制技術(shù)領(lǐng)域里得到了廣 泛應(yīng)用。一、應(yīng)變效應(yīng)導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料因受外力作用，電阻值隨其機(jī)械變形而發(fā)生變化的物理現(xiàn)象稱之為應(yīng)變效應(yīng)。金屬絲電阻R可表達(dá)為 R =p|/A= pl/ n2.式中p

3、為電阻率，1 為電阻絲長度，A為電阻絲橫截面積。當(dāng)沿電阻絲長度方向施加均勻力時，式中I、pr都將發(fā)生變化。導(dǎo)致電阻值發(fā)生變化。即得到以下結(jié)論：當(dāng)金屬絲受外力作用 而伸長時長度增加，截面積減小，電阻值增大；當(dāng)金屬 絲受外力作用壓縮時，長度減小，截面積增加，電阻值減小。電阻值變化通常較小。實(shí)驗(yàn)證明：電阻應(yīng)變片的電阻應(yīng)變a=AR/R與電阻應(yīng)變片的縱向應(yīng)變sx在很大范圍內(nèi)是線性的.即:&= AR/R =k次 式中 AR/R為電阻應(yīng)變片的電阻應(yīng)變，k為電阻絲的靈敏度，s為被測件在電阻應(yīng)變片上產(chǎn)生的應(yīng)變?？点~絲是目前應(yīng)用最廣泛的金屬絲式應(yīng)變材料，這是因?yàn)樗撵`敏度系數(shù)穩(wěn)定，電阻溫度系數(shù)較小，加工工

4、藝性能好易于焊接，為此國內(nèi)外多以康銅絲作為金屬應(yīng)變式應(yīng)變片材料 。二、電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理傳感器一般由敏感元件，傳感元件和測量電路3部分組成，以電阻應(yīng)變計為轉(zhuǎn)換元件的電阻應(yīng)變式傳感 器，主要由彈性元件 、粘貼于其上的電阻應(yīng)變片、輸出電信號的電橋電路及補(bǔ)償電路構(gòu)成。其中感受被測物理量的彈性元件是其關(guān)鍵部分，結(jié)構(gòu)形式有多樣，旨在提高感受被測物理量的靈敏性和穩(wěn)定性。電阻應(yīng)變式傳感器工作原理是：由于被測物理量（如載荷，位移，壓力等）能夠在彈性元件上產(chǎn)生彈性變形 （應(yīng)變），而粘貼在彈性元件表面的電阻應(yīng)變計可以將感 受到彈性變形轉(zhuǎn)變成電阻值的變化，這樣電阻應(yīng)變式傳感器就將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換成電信號

5、的變化 量，再通過電橋電路及補(bǔ)償電路輸出電信號。通過測量此電量值達(dá)到測量非電量值的目的。三、電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用在工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析中，了解和掌握力，力矩，位移，速度，加速度以及流體的壓力等物理量的大小及其 變化規(guī)律是十分重要的，而這些數(shù)據(jù)的獲取常常是通過工程測量，應(yīng)用較為普遍的是電測法.1、測力傳感器測力傳感器根據(jù)測量的對象不同，習(xí)慣上又稱為力傳感器，載荷傳感器，荷重傳感器等。2、扭矩傳感器在扭矩測量中，電阻應(yīng)變式扭矩傳感器是最常用的 一種，其彈性元件有圓軸，桿和板等多種形式.圓軸式扭 矩傳感器的彈性元件感受扭轉(zhuǎn)變形.桿和板式扭矩傳感器是將扭轉(zhuǎn)變形轉(zhuǎn)為彎曲變形，其彈性元件感受彎曲變形。3、

6、壓力傳感器工程測試中的壓力測量 體在單位面積上作用的壓力 以習(xí)慣上說的壓力傳感器 僅可以測量氣體和流體的壓力 高度、密度、速度等儀表。以分為膜片式、圓筒式和組合式等幾種4、位移傳感器電阻應(yīng)變式位移傳感器與測力傳感器的原理相同，但要求不同。位移傳感器彈性元件的要求是剛度小，彈性元件變形時，將對被測構(gòu)件形成一個反力，影響被測構(gòu)件的位移數(shù)值。位移傳感器中與彈性元件相連接的 觸點(diǎn)直接感受被測的位移，從而引起彈性元件的變形為了保證測量精度，觸點(diǎn)的位移與應(yīng)變計感受的應(yīng)變之間應(yīng)保持線性關(guān)系。位移傳感器的彈性元件可以采 用不同的形式，常用的是梁式和彈簧組合式。5、加速度傳感器（下轉(zhuǎn)第133頁）慣的。例如句子中

7、國礦業(yè)大學(xué)的人”采用正向最大匹 配算法時，其切分結(jié)果為中國礦業(yè)大學(xué)/的人”。4.2基于詞庫的正向最大匹配算法的改進(jìn)（1）正向最大匹配算法的設(shè)計vaiuy linkI :I圖3 一般正向匹配算法從圖3可以看岀：正向最大匹配是在已經(jīng)匹配到 state=1的詞時，繼續(xù)向Trie樹下遍歷有限深度 其深 度由參數(shù)給岀）。如果此時落在state=0的Trie樹結(jié)點(diǎn)上，向上回溯直到 state=1,將詞輸岀。如果直接落在 state=1結(jié)點(diǎn)，那么直接輸岀此詞 。其繼續(xù)遍歷深度 =5 , 當(dāng)遍歷到 state=1的“州”字時，繼續(xù)向下遍歷5次，到大”字，因其state=0,回溯到 國”字，輸岀 徐州中國” ，

8、其直接限制是受到參數(shù)遍歷深度的限制。那有的朋友可能會說，把參數(shù)改大不就解決問題了。不過這樣就引入了效率問題，很多詞只需要向下遍歷2,3次就可以最大化匹配。2）改進(jìn)后的正向最大匹配算法圖4是經(jīng)過改進(jìn)后的正向匹配，解決了上述的問題。圖4中，其繼續(xù)遍歷深度同樣也為5但是當(dāng)回溯到詞 徐州中國”時，以 國”字結(jié)點(diǎn)繼續(xù)遍歷 ，直到其下 面5個結(jié)點(diǎn)的state都為0時結(jié)束，很明顯，這是一個 遞歸的過程。3）改進(jìn)前后算法的比較正向最大匹配算法的改進(jìn)前后主要是結(jié)束條件的 差別。其中，改進(jìn)前，結(jié)束條件是一定要遍歷到下一個 State=1或者規(guī)定的最大遍歷深度。而改進(jìn)后，結(jié)束條件得到了一定優(yōu)化，減小了遍歷的深度。從

9、而減輕了算法的負(fù)擔(dān)，提高了效率。這樣，就達(dá)到了改進(jìn)此算法的 目的，有效的降低內(nèi)存消耗。圖4改進(jìn)后的正向匹配算法vuilitcfelnlu5、結(jié)束語本文中建立的全文檢索系統(tǒng)是一個對于各種文檔為用戶提供信息搜索服務(wù)，文檔不限格式，可以適應(yīng)多種格式文檔的錄入，創(chuàng)建索引，從而為用戶提供更多，更好的信息。在參閱了相關(guān)文檔的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)行了在 Lucene的基礎(chǔ)上功能擴(kuò)展，開發(fā)岀實(shí)用的全文檢索系 統(tǒng)模型開始進(jìn)一步的研究。參考文獻(xiàn)：1賴茂生等編 著.計算機(jī)情報檢索M .北京：北京大學(xué)出版社，1998.2周登朋、謝康林.Lucene搜索引擎J.計算機(jī)工程，2007,3318） 95-973 周寧、谷宏群.基

10、于Lucene_XML的全文檢索機(jī)制研究J.圖書情報知識，2005.6,105期4 趙汀、孟祥武.基于LUCENEAPI的中文全文數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實(shí)現(xiàn)J.計算機(jī)工程與應(yīng)用，2003,12:179-1812012年第1期福建電腦1332012年第1期福建電腦133!（上接第159頁）電阻應(yīng)變式加速度傳感器通常由質(zhì)量塊，彈性元件和基座組成。測量時，將基座固定在被測對象上，當(dāng)被測物體以加速度 a運(yùn)動時，質(zhì)量塊受到一個與加速度方 向相反的慣性力，該慣性力使彈性元件產(chǎn)生變形，此時,安裝在彈性元件上的應(yīng)變計將感受粘貼處的應(yīng)變，如果把應(yīng)變計組成電橋則有電壓輸岀。如今,信息處理技術(shù)，微處理器和計算機(jī)技術(shù)的快 速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相 應(yīng)的進(jìn)展.非電物理量的測試與控制技術(shù)，已越來越廣泛地應(yīng)用于航天、航空、常規(guī)武器、船舶、交通運(yùn)輸、冶金、機(jī)械制造、化工、輕工、生物醫(yī)學(xué)工程、自動檢測與計量、稱重等技術(shù)領(lǐng)域，而且也正在逐步引入人們的日常生活中。參考文獻(xiàn) ：1于彤傳感器原理及應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社2010劉燦軍實(shí)用傳感器國防工業(yè)出版社20043 劉