電阻應變傳感器課件

第二章電阻傳感器

本章學習電阻式傳感器的原理及應用，包括：電位器、電阻應變片、測溫熱電阻、氣敏電阻及濕敏電阻等。10/30/20221第二章電阻傳感器

本章學習電阻式傳感器的原第一節(jié)電阻應變式傳感器

導體或半導體材料在外界力的作用下，會產生機械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應變效應。電阻應變式傳感器主要由電阻應變片及測量轉換電路等組成。10/30/20222第一節(jié)電阻應變式傳感器一、應變片的工作原理

金屬絲受拉時，l變長、r變小，導致R變大。10/30/20223一、應變片的工作原理金屬絲受拉時，l變長、r變小，導致R變大二、應變片的工作原理

設有一長度為、截面積為A、半徑為r、電阻率為的金屬單絲，它的電阻值R可表示為

當沿金屬絲的長度方向作用均勻拉力（或壓力）時，上式中、r、l都將發(fā)生變化，從而導致電阻值R發(fā)生變化。例如金屬絲受拉時，l將變長、r變小，均導致R變大；又如，某些半導體受拉時，將變大，導致R變大。實驗證明，電阻絲及應變片的電阻相對變化量R

R與材料力學中的軸向應變x的關系在很大范圍內是線性的，即

K—電阻應變片的靈敏度10/30/20224二、應變片的工作原理設有一長度為微應變(με)

對于不同的金屬材料，K略微不同，一般為2左右。而對半導體材料而言，由于其感受到應變時，電阻率會產生很大的變化，所以靈敏度比金屬材料大幾十倍。在材料力學中，x=F/(AE)稱為電阻絲的軸向應變，也稱縱向應變，是量綱為1的數(shù)。

x通常很小，常用10-6表示之。例如，當x為0.000001時，在工程中常表示為110-6或m/m。在應變測量中，也常將之稱為微應變(με)。對金屬材料而言，當它受力之后所產生的軸向應變最好不要大于110-3，即1000m/m，否則有可能超過材料的極限強度而導致斷裂。

10/30/20225微應變(με)對于不同的金屬材料，K略微不同應變片用于測量力F的計算公式由材料力學可知，x=F/（AE），所以R/R又可表示為

如果應變片的靈敏度K和試件的橫截面積A以及彈性模量Ｅ均為已知，則只要設法測出R/R的數(shù)值，即可獲知試件受力Ｆ的大小，例如可用于電子秤的稱重。10/30/20226應變片用于測量力F的計算公式由材料力二、應變片的種類與結構應變片可分為金屬應變片及半導體應變片兩大類。前者可分成金屬絲式、箔式、薄膜式三種。目前箔式應變片應用較多。金屬絲式應變片使用最早，有紙基、膠基之分。由于金屬絲式應變片蠕變較大，金屬絲易脫膠，有逐漸被箔式所取代的趨勢。但其價格便宜，多用于應變、應力的大批量、一次性試驗。箔式應變片中的箔柵是金屬箔通過光刻、腐蝕等工藝制成的。箔的材料多為電阻率高、熱穩(wěn)定性好的銅鎳合金。箔式應變片與片基的接觸面積大得多，散熱條件較好，在長時間測量時的蠕變較小，一致性較好，適合于大批量生產。還可以對金屬箔式應變片進行適當?shù)臒崽幚?，使其線脹系數(shù)、電阻溫度系數(shù)以及被粘貼的試件的線脹系數(shù)三者相互抵消，從而將溫度影響減小到最小的程度，目前廣泛用于各種應變式傳感器中。10/30/20227二、應變片的種類與結構應變片可分為金屬應變片及半箔式應變片的外形10/30/20228箔式應變片的外形10/22/20228半導體應變片及金屬絲式應變片的結構半導體應變片外形金屬絲式應變片的內部結構10/30/20229半導體應變片及金屬絲式應變片的結構半導體應變片外形金屬絲式應應變片主要性能指標舉例上表中，哪幾個型號是半導體應變片？依據是什么？

10/30/202210應變片主要性能指標舉例上表中，哪幾個型號是半導體應變片的粘貼：

1.去污：采用手持砂輪工具除去構件表面的油污、漆、銹斑等，并用細紗布交叉打磨出細紋以增加粘貼力，用浸有酒精或丙酮的紗布片或脫脂棉球擦洗。

10/30/202211應變片的粘貼：

1.去污：采用手持砂輪工具

2.貼片：在應變片的表面和處理過的粘貼表面上，各涂一層均勻的粘貼膠，用鑷子將應變片放上去，并調好位置，然后蓋上塑料薄膜，用手指揉和滾壓，排出下面的氣泡。10/30/202212

2.貼片：在應變片的表面和處理過3.測量：從分開的端子處，預先用萬用表測量應變片的電阻，發(fā)現(xiàn)端子折斷和壞的應變片。10/30/2022133.測量：從分開的端子處，預先用萬

4.焊接：將引線和端子用烙鐵焊接起來，注意不要把端子扯斷。

10/30/2022144.焊接：將引線和端子用烙鐵焊接起來，注

5.固定：焊接后用膠布將引線和被測對象固定在一起，防止損壞引線和應變片。

10/30/2022155.固定：焊接后用膠布將引線和被測對象固定在三、測量轉換電路——不平衡電橋

金屬應變片的電阻變化范圍很小，如果直接用歐姆表測量其電阻值的變化將十分困難，且誤差很大。例如，有一金屬箔式應變片，標稱阻值R0為100，靈敏度K=2，粘貼在橫截面積為9.8mm2的鋼質圓柱體上，鋼的彈性模量E=21011N/m2，所受拉力F=0.2t，受拉后應變片的阻值R的變化量僅為0.2，所以必須使用不平衡電橋來測量這一微小的變化量。下面分析該橋式測量轉換電路是如何將R/R轉換為輸出電壓Uo的。

10/30/202216三、測量轉換電路——不平衡電橋金屬應變片的電阻變化三、測量轉換電路——不平衡電橋

10/30/202217三、測量轉換電路——不平衡電橋10/22/202217電橋平衡的條件：R1/R2=R4/R3

調節(jié)RP，最終可以使R1/R2=R4/R3（R1、R2是R1、R2并聯(lián)RP后的等效電阻），電橋趨于平衡，Uo被預調到零位，這一過程稱為調零。圖中的R5是用于減小調節(jié)范圍的限流電阻。

10/30/202218電橋平衡的條件：R1/R2=R4/R3

單臂電橋全橋四臂工作方式的靈敏度最高，雙臂半橋次之，單臂半橋靈敏度最低。10/30/202219單臂電橋全橋四臂工作方式的靈敏度最高，雙臂半雙臂電橋

R1、R2為應變片，R3、R4為固定電阻。應變片R1、R2感受到的應變1~2以及產生的電阻增量正負號相間，可以使輸出電壓Uo成倍地增大。10/30/202220雙臂電橋R1、R2為應變片四臂全橋

全橋的四個橋臂都為應變片，如果設法使試件受力后，應變片R1~

R4產生的電阻增量（或感受到的應變1~4）正負號相間，就可以使輸出電壓Uo成倍地增大。上述三種工作方式中，全橋四臂工作方式的靈敏度最高，雙臂半橋次之，單臂半橋靈敏度最低。采用全橋（或雙臂半橋）還能實現(xiàn)溫度自補償。10/30/202221四臂全橋全橋的四個橋臂都為應變片，如果設法使試件受力全橋的溫度補償原理

當環(huán)境溫度升高時，橋臂上的應變片溫度同時升高，溫度引起的電阻值漂移數(shù)值一致，可以相互抵消，所以全橋的溫漂較小；半橋也同樣能克服溫漂。10/30/202222全橋的溫度補償原理當環(huán)境溫度升高時，橋臂上的四、應變效應的應用

應變效應的應用十分廣泛。它可以測量應變應力、彎矩、扭矩、加速度、位移等物理量。電阻應變片的應用可分為兩大類：第一類是將應變片粘貼于某些彈性體上，并將其接到測量轉換電路，這樣就構成測量各種物理量的專用應變式傳感器。應變式傳感器中，敏感元件一般為各種彈性體，傳感元件就是應變片，測量轉換電路一般為橋路；第二類是將應變片貼于被測試件上，然后將其接到應變儀上就可直接從應變儀上讀取被測試件的應變量。

10/30/202223四、應變效應的應用應變效應的應用十應變式力傳感器

應變式力傳感器

FFFF10/30/202224應變式力傳感器應變式力傳感器FFFF10/22/202各種懸臂梁

10/30/202225各種懸臂梁10/22/202225各種懸臂梁

FF固定點固定點電纜10/30/202226各種懸臂梁FF固定點固定點電纜10/22/202226應變片在懸臂梁上的粘貼及變形

10/30/202227應變片在懸臂梁上的粘貼及變形10/22/202227應變式荷重傳感器的外形及應變片的粘貼位置FR1R2R410/30/202228應變式荷重傳感器的外形及應變片的粘貼位置FR1R2R4應變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF10/30/202229應變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF10/22/2022應變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF10/30/202230應變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF10/22/2022荷重傳感器原理演示荷重傳感器上的應變片在重力作用下產生變形。軸向變短，徑向變長。

10/30/202231荷重傳感器原理演示荷重傳感器上的應變汽車衡10/30/202232汽車衡10/22/202232汽車衡（以下參考北京遠亞興業(yè)商貿有限公司資料）10/30/202233汽車衡（以下參考北京遠亞興業(yè)商貿有限公司資料）10/22/汽車衡稱重系統(tǒng)10/30/202234汽車衡稱重系統(tǒng)10/22/202234荷重傳感器計算公式

當KF為常數(shù)時，橋路所加的激勵源電壓Ui越高，滿量程輸出電壓Uom也越高。思考：綜合考慮靈敏度與功耗發(fā)熱，Ui的取值范圍多少為好？10/30/202235荷重傳感器計算公式當KF為常數(shù)時，荷重傳感器應用估算

例2-2現(xiàn)用圖2-8所示的荷重傳感器稱重。當橋路電壓為6V時，測得橋路的輸出電壓為24mV，求被測荷重為多少噸。解

從圖2-8所示的荷重傳感器銘牌上得到Fm=100103N，KF=2mV/V，根據式（2-5）得Uom=24mV。被測荷重

10/30/202236荷重傳感器應用估算例2-2現(xiàn)用圖2-8荷重傳感器應用估算

在上面介紹過的汽車衡示意圖中，共使用了4個荷重傳感器，量程Fm=20t，靈敏度KF=2.5mV/V，使用4個獨立的橋路電源，每一個電源電壓均相等，Ui=12V，四個荷重傳感器的輸出串聯(lián)，總的輸出電壓Uo=24mV，請估算汽車的質量。

汽車在鋼板上有少許的前、后、左、右偏位，是否會影響測量結果？為什么？

10/30/202237荷重傳感器應用估算在上面介紹過的汽荷重傳感器用于構件的稱重

荷重傳感器（共3個，120度分布，以達到均衡目的，另兩個未拍出）底座墊塊電纜10/30/202238荷重傳感器用于構件的稱重荷重傳感器底座墊塊電纜10/22/電子秤

磅秤超市打印秤遠距離顯示10/30/202239電子秤磅秤超市打印秤遠距離顯示10/22/202239電子天平電子天平的精度可達十萬分之一10/30/202240電子天平電子天平的精度可達十萬分之一10/22/202240人體秤

10/30/202241人體秤10/22/202241吊鉤秤

便攜式10/30/202242吊鉤秤便攜式10/22/202242應變式數(shù)顯扭矩扳手可用于汽車、摩托車、飛機、內燃機、機械制造和家用電器等領域，準確控制緊固螺紋的裝配扭矩。量程2~500N.m，耗電量≤10mA，有公制/英制單位轉換、峰值保持、自動斷電等功能。10/30/202243應變式數(shù)顯扭矩扳手可用于汽車、摩托車、飛機、內燃機、壓阻式固態(tài)壓力傳感器

利用擴散工藝制作的四個半導體應變電阻處于同一硅片上，工藝一致性好，靈敏度相等，漂移抵消，遲滯、蠕變非常小，動態(tài)響應快。

10/30/202244壓阻式固態(tài)壓力傳感器

利用擴散工藝制作壓阻式固態(tài)壓力傳感器的隔離、承壓膜片隔離、承壓膜片可以將腐蝕性的氣體、液體與硅膜片隔離開來。

10/30/202245壓阻式固態(tài)壓力傳感器的隔離、承壓膜片隔離、壓阻式固態(tài)壓力傳感器內部結構信號處理電路10/30/202246壓阻式固態(tài)壓力傳感器內部結構信號小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器高壓進氣口低壓進氣口絕對壓力傳感器10/30/202247小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器高壓進氣口低壓進氣口絕對壓力傳感器1小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器（續(xù)）呼吸、透析和注射泵設備中用的壓力傳感器p1進氣管p2進氣管固態(tài)壓力傳感器10/30/202248小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器（續(xù)）呼吸、透析和注射泵設備中用的壓小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器（續(xù)）表壓壓力傳感器p1進氣管10/30/202249小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器（續(xù)）表壓壓力傳感器p1進氣管10/投入式液位計

壓阻式固態(tài)壓力傳感器用于投入式液位計：p1的進氣孔用柔性不銹鋼隔離膜片隔離，并用硅油傳導壓力而與液體相通。

10/30/202250投入式液位計壓阻式固態(tài)壓力傳感器用于投入式液位投入式液位計外形（續(xù)）壓阻式固態(tài)壓力傳感器

光柱顯示器

橡膠背壓管

10/30/202251投入式液位計外形（續(xù)）壓阻式固態(tài)壓力傳感器光柱顯

投入式液位傳感器

投入式液位傳感器安裝方便，適應于深度為幾米至幾十米，且混有大量污物、雜質的水或其他液體的液位測量。

10/30/202252

投入式液位傳感器

投入式液位傳感器安裝方投入式液位計液位的計算：

安裝高度h0處水的表壓

p1=gh1

h=h0+h1=h0+p1/（g）

例：液位計安裝高度為1m，測得壓力為98kPa，求水的深度。10/30/202253投入式液位計液位的計算：

安裝高度h0處水的表壓電阻應變儀下圖所示的靜態(tài)應變儀測量范圍：±19999με；分辨率：1με；電橋電壓：直流2.5V；

應變片：120Ω或其他阻值；測量點數(shù)：8/16點；10/30/202254電阻應變儀下圖所示的靜態(tài)應變儀測量范圍：±19999με；1電阻應變儀（續(xù)）右圖所示的靜動態(tài)應變儀技術指標：量程：1±10000με頻率范圍：0-150kHz平衡方式：手動精度：0.3%零點飄移：

-/℃：±0.1με

-/24小時：±0.5με靈敏度變化：

-/℃：±0.05%

-/24小時：±0.3%信噪比：52dB（參考東方振動和噪聲技術研究所資料）10/30/202255電阻應變儀（續(xù)）右圖所示的靜動態(tài)應變儀技術指標：電阻應變儀（續(xù)）接線端子10/30/202256電阻應變儀（續(xù)）接線端子10/22/202256與計算機接口的多路電阻應變測量模塊

10/30/202257與計算機接口的多路電阻應變測量模塊10/22/202257材料應變的測量斜拉橋上的斜拉繩應變測試

10/30/202258材料應變的測量斜拉橋上的斜拉繩應變測試10/22/20225第一節(jié)作業(yè)P38，2、310/30/202259第一節(jié)作業(yè)P38，2、310/22/202259休息一下10/30/202260休息一下10/22/202260第二章電阻傳感器

本章學習電阻式傳感器的原理及應用，包括：電位器、電阻應變片、測溫熱電阻、氣敏電阻及濕敏電阻等。10/30/202261第二章電阻傳感器

本章學習電阻式傳感器的原第一節(jié)電阻應變式傳感器

導體或半導體材料在外界力的作用下，會產生機械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應變效應。電阻應變式傳感器主要由電阻應變片及測量轉換電路等組成。10/30/202262第一節(jié)電阻應變式傳感器一、應變片的工作原理

金屬絲受拉時，l變長、r變小，導致R變大。10/30/202263一、應變片的工作原理金屬絲受拉時，l變長、r變小，導致R變大二、應變片的工作原理

設有一長度為、截面積為A、半徑為r、電阻率為的金屬單絲，它的電阻值R可表示為

當沿金屬絲的長度方向作用均勻拉力（或壓力）時，上式中、r、l都將發(fā)生變化，從而導致電阻值R發(fā)生變化。例如金屬絲受拉時，l將變長、r變小，均導致R變大；又如，某些半導體受拉時，將變大，導致R變大。實驗證明，電阻絲及應變片的電阻相對變化量R

R與材料力學中的軸向應變x的關系在很大范圍內是線性的，即

K—電阻應變片的靈敏度10/30/202264二、應變片的工作原理設有一長度為微應變(με)

對于不同的金屬材料，K略微不同，一般為2左右。而對半導體材料而言，由于其感受到應變時，電阻率會產生很大的變化，所以靈敏度比金屬材料大幾十倍。在材料力學中，x=F/(AE)稱為電阻絲的軸向應變，也稱縱向應變，是量綱為1的數(shù)。

x通常很小，常用10-6表示之。例如，當x為0.000001時，在工程中常表示為110-6或m/m。在應變測量中，也常將之稱為微應變(με)。對金屬材料而言，當它受力之后所產生的軸向應變最好不要大于110-3，即1000m/m，否則有可能超過材料的極限強度而導致斷裂。

10/30/202265微應變(με)對于不同的金屬材料，K略微不同應變片用于測量力F的計算公式由材料力學可知，x=F/（AE），所以R/R又可表示為

如果應變片的靈敏度K和試件的橫截面積A以及彈性模量Ｅ均為已知，則只要設法測出R/R的數(shù)值，即可獲知試件受力Ｆ的大小，例如可用于電子秤的稱重。10/30/202266應變片用于測量力F的計算公式由材料力二、應變片的種類與結構應變片可分為金屬應變片及半導體應變片兩大類。前者可分成金屬絲式、箔式、薄膜式三種。目前箔式應變片應用較多。金屬絲式應變片使用最早，有紙基、膠基之分。由于金屬絲式應變片蠕變較大，金屬絲易脫膠，有逐漸被箔式所取代的趨勢。但其價格便宜，多用于應變、應力的大批量、一次性試驗。箔式應變片中的箔柵是金屬箔通過光刻、腐蝕等工藝制成的。箔的材料多為電阻率高、熱穩(wěn)定性好的銅鎳合金。箔式應變片與片基的接觸面積大得多，散熱條件較好，在長時間測量時的蠕變較小，一致性較好，適合于大批量生產。還可以對金屬箔式應變片進行適當?shù)臒崽幚?，使其線脹系數(shù)、電阻溫度系數(shù)以及被粘貼的試件的線脹系數(shù)三者相互抵消，從而將溫度影響減小到最小的程度，目前廣泛用于各種應變式傳感器中。10/30/202267二、應變片的種類與結構應變片可分為金屬應變片及半箔式應變片的外形10/30/202268箔式應變片的外形10/22/20228半導體應變片及金屬絲式應變片的結構半導體應變片外形金屬絲式應變片的內部結構10/30/202269半導體應變片及金屬絲式應變片的結構半導體應變片外形金屬絲式應應變片主要性能指標舉例上表中，哪幾個型號是半導體應變片？依據是什么？

10/30/202270應變片主要性能指標舉例上表中，哪幾個型號是半導體應變片的粘貼：

1.去污：采用手持砂輪工具除去構件表面的油污、漆、銹斑等，并用細紗布交叉打磨出細紋以增加粘貼力，用浸有酒精或丙酮的紗布片或脫脂棉球擦洗。

10/30/202271應變片的粘貼：

1.去污：采用手持砂輪工具

2.貼片：在應變片的表面和處理過的粘貼表面上，各涂一層均勻的粘貼膠，用鑷子將應變片放上去，并調好位置，然后蓋上塑料薄膜，用手指揉和滾壓，排出下面的氣泡。10/30/202272

2.貼片：在應變片的表面和處理過3.測量：從分開的端子處，預先用萬用表測量應變片的電阻，發(fā)現(xiàn)端子折斷和壞的應變片。10/30/2022733.測量：從分開的端子處，預先用萬

4.焊接：將引線和端子用烙鐵焊接起來，注意不要把端子扯斷。

10/30/2022744.焊接：將引線和端子用烙鐵焊接起來，注

5.固定：焊接后用膠布將引線和被測對象固定在一起，防止損壞引線和應變片。

10/30/2022755.固定：焊接后用膠布將引線和被測對象固定在三、測量轉換電路——不平衡電橋

金屬應變片的電阻變化范圍很小，如果直接用歐姆表測量其電阻值的變化將十分困難，且誤差很大。例如，有一金屬箔式應變片，標稱阻值R0為100，靈敏度K=2，粘貼在橫截面積為9.8mm2的鋼質圓柱體上，鋼的彈性模量E=21011N/m2，所受拉力F=0.2t，受拉后應變片的阻值R的變化量僅為0.2，所以必須使用不平衡電橋來測量這一微小的變化量。下面分析該橋式測量轉換電路是如何將R/R轉換為輸出電壓Uo的。

10/30/202276三、測量轉換電路——不平衡電橋金屬應變片的電阻變化三、測量轉換電路——不平衡電橋

10/30/202277三、測量轉換電路——不平衡電橋10/22/202217電橋平衡的條件：R1/R2=R4/R3

調節(jié)RP，最終可以使R1/R2=R4/R3（R1、R2是R1、R2并聯(lián)RP后的等效電阻），電橋趨于平衡，Uo被預調到零位，這一過程稱為調零。圖中的R5是用于減小調節(jié)范圍的限流電阻。

10/30/202278電橋平衡的條件：R1/R2=R4/R3

單臂電橋全橋四臂工作方式的靈敏度最高，雙臂半橋次之，單臂半橋靈敏度最低。10/30/202279單臂電橋全橋四臂工作方式的靈敏度最高，雙臂半雙臂電橋

R1、R2為應變片，R3、R4為固定電阻。應變片R1、R2感受到的應變1~2以及產生的電阻增量正負號相間，可以使輸出電壓Uo成倍地增大。10/30/202280雙臂電橋R1、R2為應變片四臂全橋

全橋的四個橋臂都為應變片，如果設法使試件受力后，應變片R1~

R4產生的電阻增量（或感受到的應變1~4）正負號相間，就可以使輸出電壓Uo成倍地增大。上述三種工作方式中，全橋四臂工作方式的靈敏度最高，雙臂半橋次之，單臂半橋靈敏度最低。采用全橋（或雙臂半橋）還能實現(xiàn)溫度自補償。10/30/202281四臂全橋全橋的四個橋臂都為應變片，如果設法使試件受力全橋的溫度補償原理

當環(huán)境溫度升高時，橋臂上的應變片溫度同時升高，溫度引起的電阻值漂移數(shù)值一致，可以相互抵消，所以全橋的溫漂較??；半橋也同樣能克服溫漂。10/30/202282全橋的溫度補償原理當環(huán)境溫度升高時，橋臂上的四、應變效應的應用

應變效應的應用十分廣泛。它可以測量應變應力、彎矩、扭矩、加速度、位移等物理量。電阻應變片的應用可分為兩大類：第一類是將應變片粘貼于某些彈性體上，并將其接到測量轉換電路，這樣就構成測量各種物理量的專用應變式傳感器。應變式傳感器中，敏感元件一般為各種彈性體，傳感元件就是應變片，測量轉換電路一般為橋路；第二類是將應變片貼于被測試件上，然后將其接到應變儀上就可直接從應變儀上讀取被測試件的應變量。

10/30/202283四、應變效應的應用應變效應的應用十應變式力傳感器

應變式力傳感器

FFFF10/30/202284應變式力傳感器應變式力傳感器FFFF10/22/202各種懸臂梁

10/30/202285各種懸臂梁10/22/202225各種懸臂梁

FF固定點固定點電纜10/30/202286各種懸臂梁FF固定點固定點電纜10/22/202226應變片在懸臂梁上的粘貼及變形

10/30/202287應變片在懸臂梁上的粘貼及變形10/22/202227應變式荷重傳感器的外形及應變片的粘貼位置FR1R2R410/30/202288應變式荷重傳感器的外形及應變片的粘貼位置FR1R2R4應變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF10/30/202289應變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF10/22/2022應變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF10/30/202290應變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF10/22/2022荷重傳感器原理演示荷重傳感器上的應變片在重力作用下產生變形。軸向變短，徑向變長。

10/30/202291荷重傳感器原理演示荷重傳感器上的應變汽車衡10/30/202292汽車衡10/22/202232汽車衡（以下參考北京遠亞興業(yè)商貿有限公司資料）10/30/202293汽車衡（以下參考北京遠亞興業(yè)商貿有限公司資料）10/22/汽車衡稱重系統(tǒng)10/30/202294汽車衡稱重系統(tǒng)10/22/202234荷重傳感器計算公式

當KF為常數(shù)時，橋路所加的激勵源電壓Ui越高，滿量程輸出電壓Uom也越高。思考：綜合考慮靈敏度與功耗發(fā)熱，Ui的取值范圍多少為好？10/30/202295荷重傳感器計算公式當KF為常數(shù)時，荷重傳感器應用估算

例2-2現(xiàn)用圖2-8所示的荷重傳感器稱重。當橋路電壓為6V時，測得橋路的輸出電壓為24mV，求被測荷重為多少噸。解

從圖2-8所示的荷重傳感器銘牌上得到Fm=100103N，KF=2mV/V，根據式（2-5）得Uom=24mV。被測荷重

10/30/202296荷重傳感器應用估算例2-2現(xiàn)用圖2-8荷重傳感器應用估算

在上面介紹過的汽車衡示意圖中，共使用了4個荷重傳感器，量程Fm=20t，靈敏度KF=2.5mV/V，使用4個獨立的橋路電源，每一個電源電壓均相等，Ui=12V，四個荷重傳感器的輸出串聯(lián)，總的輸出電壓Uo=24mV，請估算汽車的質量。

汽車在鋼板上有少許的前、后、左、右偏位，是否會影響測量結果？為什么？

10/30/202297荷重傳感器應用估算在上面介紹過的汽荷重傳感器用于構件的稱重

荷重傳感器（共3個，120度分布，以達到均衡目的，另兩個未拍出）底座墊塊電纜10/30/202298荷重傳感器用于構件的稱重荷重傳感器底座墊塊電纜10/22/電子秤

磅秤超市打印秤遠距離顯示10/30/202299電子秤磅秤超市打印秤遠距離顯示10/22/202239電子天平電子天平的精度可達十萬分之一10/30/2022100電子天平電子天平的精度可達十萬分之一10/22/202240人體秤

10/30/2022101人體秤10/22/202241吊鉤秤

便攜式10/30/2022102吊鉤秤便攜式10/22/202242應變式數(shù)顯扭矩扳手可用于汽車、摩托車、飛機、內燃機、機械制造和家用電器等領域，準確控制緊固螺紋的裝配扭矩。量程2~500N.m，耗電量≤10mA，有公制/英制單位轉換、峰值保持、自動斷電等功能。10/30/2022103應變式數(shù)顯扭矩扳手可用于汽車、摩托車、飛機、內燃機、壓阻式固態(tài)壓力傳感器

利用擴散工藝制作的四個半導體應變電阻處于同一硅片上，工藝一致性好，靈敏度相等，漂移抵消，遲滯、蠕變非常小，動態(tài)響應快。

10/30/2022104壓阻式固態(tài)壓力傳感器

利用擴散工藝制作壓阻式固態(tài)壓力傳感器的隔離、承壓膜片隔離、承壓膜片可以將腐蝕性的氣體、液體與硅膜片隔離開來。

10/30/2022105壓阻式固態(tài)壓力傳感器的隔離、承壓膜片隔離、壓阻式固態(tài)