第3章傳感器中的彈性敏感元件(特性)

1、引言變形：物體在外力作用下，形狀或尺寸的改變。彈性變形彈性元件：具有彈性變形特性的物體。彈性敏感元件作用：把力、力矩或壓力變換成相應(yīng)的應(yīng)變或位移;然后由各種轉(zhuǎn)換元件，將被測(cè)力、力矩或壓力轉(zhuǎn)換成電量。Chapter3 傳感器中的彈性敏感元件彈性敏感元件的基本特性 彈性特性作用在彈性敏感元件上的外力與其引起的相應(yīng)變形（應(yīng)變、位移或轉(zhuǎn)角）之間的關(guān)系?？捎蓜偠然蚨让綮`來(lái)表示。1、剛度彈性敏感元件在外力作用下抵抗變形的能力。xF3B彈性特性彈性特性dxdFxFkx0lim2、度敏靈靈敏度是剛度的倒數(shù)彈性敏感元件的連接方式：串聯(lián)并聯(lián)dFdxSnninniSS111ninniSS1彈性敏感元件的基本特性 彈

2、性滯后彈性元件在彈性變形范圍內(nèi)，彈性特性的加載曲線與卸載曲線不重合的現(xiàn)象。原因彈性敏感元件在工作時(shí)，其材料分子間存在內(nèi)摩擦。xFx12F彈性滯后現(xiàn)象彈性滯后現(xiàn)象彈性敏感元件的基本特性 彈性后效彈性敏感元件所加載荷改變后，不時(shí)立即完成相應(yīng)的變形，而是在一定時(shí)間間隔中逐漸完成變形的現(xiàn)象。 固有頻率估算：K剛度 等效震動(dòng)質(zhì)量彈性后效現(xiàn)象彈性后效現(xiàn)象x0 x1x2FF0 xemkf21em梁的撓曲線、撓度和轉(zhuǎn)角的概念 撓曲線如圖平面彎曲時(shí)，梁的軸線將變?yōu)橐粭l在梁的縱對(duì)稱面內(nèi)的平面曲線，該曲線稱為梁的撓曲線。 撓度彎曲變形時(shí)橫截面形心沿與軸線垂直方向的線位移稱為撓度，用 y表示。 轉(zhuǎn)角彎曲變形時(shí)橫截面相

3、對(duì)其原來(lái)的位置轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱為轉(zhuǎn)角，用表示。 撓曲線方程撓度和轉(zhuǎn)角的值都是隨截面位置而變的。在討論彎曲變形問(wèn)題時(shí)，通常選取坐標(biāo)軸x向右為正，坐標(biāo)軸y向上為正。選定坐標(biāo)軸之后，梁各橫截面處的撓度y將是橫截面位置坐標(biāo)x的函數(shù)，其表達(dá)式稱為梁的撓曲線方程，即y = f ( x ) 顯然，撓曲線方程在截面x處的值，即等于該截面處的撓度。根據(jù)微積分知識(shí)，撓曲線的斜率為 因工程實(shí)際中梁的轉(zhuǎn)角之值十分微小，可近似認(rèn)為可見(jiàn)，撓曲線在截面位置坐標(biāo)x處的斜率，或撓度y對(duì)坐標(biāo)x的一階導(dǎo)數(shù)，等于該截面的轉(zhuǎn)角。撓度和轉(zhuǎn)角正負(fù)符號(hào)的規(guī)定：在如圖選定的坐標(biāo)系中，向上的撓度為正，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)角為正。 慣性矩和慣性積的平行移軸

4、公式 如圖y軸與z軸是任意選定的參考坐標(biāo)軸。c為圖形的形心，形心坐標(biāo)為b與a，帶有正負(fù)符號(hào)。圖形的面積為A。y軸和z軸是分別平行于y、z軸的形心軸。 在圖形中取微面積dA，其坐標(biāo)存在著如下關(guān)系： yycb，zzca 圖形對(duì)形心軸的慣性矩和慣性積分別為 圖形對(duì)z軸與y軸的慣性矩和慣性積分別為 上三式中 分別是圖形對(duì)形心軸z和y的靜矩，它們都為零。 因此，圖形對(duì)y軸與z軸的慣性矩和慣性積分別為 這組公式稱為慣性矩與慣性積的平行移平行移軸公式軸公式。 梁的橫截面的慣性矩取1232222bhbdyydAyIbdydAhhAzbhyzdy應(yīng)力與應(yīng)變 應(yīng)力 反映物體一點(diǎn)處受力程度的力學(xué)量。在外力作用下物體內(nèi)部產(chǎn)生分布內(nèi)力。當(dāng)用假想截面把物體截開(kāi)時(shí)，截面上某一點(diǎn)P處的面積元A上作用有力矢F。對(duì)于連續(xù)體，當(dāng)A0時(shí)，F(xiàn)與A的比值趨于某一極限， 應(yīng)變 物體受力產(chǎn)生變形時(shí),體內(nèi)各點(diǎn)處變形程度一般并不相同。用以描述一點(diǎn)處變形的程度的力學(xué)量是該點(diǎn)的應(yīng)變。線應(yīng)變 物體內(nèi)任一點(diǎn)在某方向上的線元因變形產(chǎn)生的長(zhǎng)度增量與原長(zhǎng)度的比值,又稱正應(yīng)變。PAFA0lim彈性模量E 當(dāng)材料經(jīng)受外部的負(fù)擔(dān)時(shí)它被彎曲或拉緊。 當(dāng)卸載負(fù)載后材料又回