結(jié)構(gòu)型傳感器課件

第4章結(jié)構(gòu)型傳感器骸較哲莆擊鐵煮韭怔最侵鉸友臉量寇梭室棺餐肌艙硼裂水葵磐冊數(shù)壬訪秉第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章骸較哲莆擊鐵煮韭怔最侵鉸友臉量寇梭室棺餐肌艙硼裂水1第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.3電感式傳感器4.2電容式傳感器4.1電阻應(yīng)變式傳感器鵲鶴搗艇箋縱刊媽輝梁疚泥鞍蕉榨巨適癱熔灼莊蛀攙墟飼稍耽涵特訖友島第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.3電感式傳感器4.2電容式傳感24.1電阻應(yīng)變式傳感器4.1.1工作原理4.1.2結(jié)構(gòu)與類型4.1.3主要特性4.1.4溫度效應(yīng)及其補(bǔ)償4.1.5電橋測量電路嬌苞兩締脾淮旁犬劫埔理呸紛攏病盤貶懾因荒狐撰庭券著苫仲已忻悟熏竊第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.1電阻應(yīng)變式傳感器4.1.1工作原理4.1.2結(jié)構(gòu)3電阻應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化，從而實(shí)現(xiàn)電測非電量的傳感器。電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)。即在導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。4.1.1工作原理妙佛澤晃急菏星援志鞭靖娜血招慈女克甚詣躬彈株角似鱗友廚斗艱絆株眶第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器電阻應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化，從而4在外界力的作用下，將引起金屬或半導(dǎo)體材料發(fā)生機(jī)械變形，其電阻值將會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“電阻應(yīng)變效應(yīng)”。對于不同的材料，電阻率相對變化的受力效應(yīng)是不同的。4.1.1工作原理澀材希壞躇牡誨橙烙參模菜黃偏腿德熄兜嬌惹結(jié)鐮歷仲守廊條舉辟襯鹵羅第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器在外界力的作用下，將引起金屬或半導(dǎo)體材料發(fā)生機(jī)械變形，其電阻51.金屬材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)通過研究發(fā)現(xiàn)，金屬材料的電阻率相對變化正比于體積的相對變化，即有式中，C為由材料及加工方式?jīng)Q定的與金屬導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)相關(guān)的比例系數(shù)。習(xí)臉乞敞暫碉蛆笨嚨憐板嬸陶剁狗職戈椒蔫膘目魔我矮崎脹途騷旁芒絲裔第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器1.金屬材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)通過研究發(fā)現(xiàn)，金屬材料的電阻率相6金屬材料的電阻相對變化與其線應(yīng)變?chǔ)懦烧取＿@就是金屬材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)。1.金屬材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)將式（4-6）代入（4-5）可有式中，Km=(1+2μ)+C(1-2μ)為金屬電阻絲的應(yīng)變靈敏度系數(shù)，它由兩部分組成：前半部分為受力后金屬絲幾何尺寸變化所致，后半部分為因應(yīng)變而發(fā)生的電阻率相對變化.由以上分析可見：它褥瓊羞哲舍剛黨膿誹晃劉禱帖弧床妙筷映溺只弄墅邀闌蘿蹬砍配示仇巋第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器金屬材料的電阻相對變化與其線應(yīng)變?chǔ)懦烧?。這就是金屬材料的應(yīng)72.半導(dǎo)體材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)，鍺、硅等單晶半導(dǎo)體材料具有壓阻效應(yīng)，即：式中，為作用于材料上的軸向應(yīng)力；為半導(dǎo)體在受力方向的壓阻系數(shù)；E為半導(dǎo)體材料的彈性模量。盤鈣堵渙剖摹擲貢伶擰磐暴臉貢懦色迂拼問惜賺斥優(yōu)勾孟勇濟(jì)捆垃鑄船辛第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器2.半導(dǎo)體材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)，鍺、硅等單晶半導(dǎo)體材8由以上分析可知，外力作用而引起的軸向應(yīng)變，將導(dǎo)致電阻絲的電阻成比例地變化，通過轉(zhuǎn)換電路可將這種電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號輸出。這就是應(yīng)變片測量應(yīng)變的基本原理。2.半導(dǎo)體材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)將式（4-8）代入式（4-5）可得式中，Ks=(1+2μ)+E為半導(dǎo)體絲材的應(yīng)變靈敏度系數(shù)。前半部分為尺寸變化所致，后半部分為半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)所致.掀疵危俐脹扒柯弗柵衰技弦沸熊廟燭煎游后撂摻里浸師曾抱靈斃茸泛戈沫第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器由以上分析可知，外力作用而引起的軸向應(yīng)變，將導(dǎo)致電阻絲的電阻9

利用金屬或半導(dǎo)體材料電阻絲（也稱應(yīng)變絲）的應(yīng)變電阻效應(yīng)，可以制成測量試件表面應(yīng)變的敏感元件。為在較小的尺寸范圍內(nèi)敏感應(yīng)變，并產(chǎn)生較大的電阻變化，通常把應(yīng)變絲制成柵狀的應(yīng)變敏感元件，即電阻應(yīng)變計(jì)，簡稱應(yīng)變計(jì)。4.1.2結(jié)構(gòu)與類型寞尺洛圍榷質(zhì)欲繁焰淘蕭獵膛逾稅辜競疾浴遣爾魯縣紹俊鐐闡拒淘支穴渴第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器利用金屬或半導(dǎo)體材料電阻絲（也稱應(yīng)變絲）的應(yīng)變電阻效應(yīng)，可10應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)縱操繩猴滌款婪濰胃穢烷蠱葬侶幣建疲斧模啄拓揭樸竿橡假箱痰邏他鑷羨第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)縱操繩猴滌款婪濰胃穢烷蠱葬侶幣建疲斧模啄拓揭樸竿11（1）按加工方法,可以將應(yīng)變片分為以下四種：絲式應(yīng)變片、箔式應(yīng)變片、半導(dǎo)體應(yīng)變片、薄膜應(yīng)變片（2）按敏感柵的材料,可將應(yīng)變計(jì)分為金屬應(yīng)變計(jì)和半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)兩大類2.應(yīng)變計(jì)的類型肪古陛清呼債零雅漫撇哥撿件蜀劍宇箱焦活憐賀緊險(xiǎn)鄉(xiāng)鴨醚沮郎芭玻揍慷第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器（1）按加工方法,可以將應(yīng)變片分為以下四種：絲式應(yīng)變片、箔式12

制作應(yīng)變片敏感柵常用的金屬材料有康銅、鎳鉻合金、鐵鉻鋁合金、貴金屬（鉑、鉑鎢合金等）材料等，其中康銅是目前應(yīng)用最廣泛的應(yīng)變絲材料。除敏感柵以外，對基底材料、粘結(jié)劑、引線的材料方面都有要求，可以根據(jù)應(yīng)用對象的不同進(jìn)行選擇。3.電阻應(yīng)變計(jì)的材料矮句局摧魄咱狼寵鉻唉怕鹵薦呼穩(wěn)隊(duì)斧輿甫亢佛柱歲百冀些炭溯殺浪即迎第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器制作應(yīng)變片敏感柵常用的金屬材料有康銅、鎳鉻合金、鐵鉻鋁合金13

選用應(yīng)變計(jì)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)使用的目的、要求、對象及環(huán)境條件等，對應(yīng)變計(jì)的類型進(jìn)行選擇；然后根據(jù)使用溫度、時(shí)間、最大應(yīng)變量及精度要求，選用合適的敏感柵、基底材料的應(yīng)變計(jì)；接著根據(jù)測量線路或儀器選擇合適應(yīng)變計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)阻值；最后還應(yīng)根據(jù)試件表面可貼應(yīng)變片的面積大小選擇合適尺寸的應(yīng)變計(jì)。4.電阻應(yīng)變計(jì)的選用與粘貼古瀾湃漂溺意懇靡愚翹權(quán)陽練挨束鑄誅思句摻蕪棄慢含梭七扇瘧蒲壹酪米第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器選用應(yīng)變計(jì)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)使用的目的、要求、對象及環(huán)境條件等14

電阻應(yīng)變片工作時(shí)，是用粘貼劑粘貼到被測試件或傳感器的彈性元件上的。粘貼劑形成的膠層必須準(zhǔn)確迅速地將被測應(yīng)變傳遞到敏感柵上去，所以粘貼劑以及粘貼技術(shù)對于測量結(jié)果有著直接的影響。4.電阻應(yīng)變計(jì)的選用與粘貼象駝殉侗輕貼捏了罪鵑窘駒家婉驗(yàn)枚二蹲光晃團(tuán)躇特樞橙家跺趕牟航陸屆第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器電阻應(yīng)變片工作時(shí)，是用粘貼劑粘貼到被測試件或傳感器的彈性元154.電阻應(yīng)變計(jì)的選用與粘貼肝窩恬富求秉溉唁咬紊滿彩線撥窿鄙埠投攜值福占朔華接屢捧焦覽庭挾沿第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.電阻應(yīng)變計(jì)的選用與粘貼肝窩恬富求秉溉唁咬紊滿彩線撥窿鄙16敏感柵結(jié)構(gòu)形狀包括敏感柵的形狀、數(shù)目和方向，橫柵尺寸，焊端的形狀及分布，敏感柵的橫向?qū)挾鹊?，現(xiàn)以中航電測儀器股份有限公司應(yīng)變計(jì)分類方法來做介紹：

可分為單軸應(yīng)變計(jì)，多軸應(yīng)變計(jì)和復(fù)式應(yīng)變計(jì)。

（1）單軸應(yīng)變計(jì)的主要特征是具有單一敏感柵，用于測量敏感柵軸線方向應(yīng)變。結(jié)構(gòu)型式有“AA”和“AB”兩種。其中“AA”的敏感柵為單軸水平方向結(jié)構(gòu)型式；“AB”為單軸45°敏感柵結(jié)構(gòu)型;

（2）雙柵應(yīng)變計(jì)的主要特征是有兩個(gè)敏感柵，兩柵軸向相互成90°或0°，一般情況下，使用這些應(yīng)變計(jì)必須事先預(yù)知其應(yīng)力或應(yīng)變方向。主要的結(jié)構(gòu)型式有“BB”“HA”“GB”“FB”四種。其中“BB”兩柵互相垂直，即“T””型應(yīng)變計(jì)，主要用于測試軸向應(yīng)變和橫向應(yīng)變（也稱泊松應(yīng)變）；“HA”兩柵互相垂直成90°，與水平方向成45°，即“V”型應(yīng)變計(jì)，主要用于測量剪切應(yīng)力、扭矩等物理量；“GB”兩柵處于同一軸向，主要用于測量處于同一軸向而受力方向不同的材料或結(jié)構(gòu)?！癋B”兩柵互相平行，主要用于測量并排的不同梯度應(yīng)力或應(yīng)變；

濃駭詭得匝譜拈嘯纏慕秩炒宣曳棕基吱八敲獲阿并韻孵墩竟彥艾爪汗拄炕第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器敏感柵結(jié)構(gòu)形狀包括敏感柵的形狀、數(shù)目和方向，橫柵尺寸，焊端的17（3）多軸應(yīng)變計(jì)又稱應(yīng)變花，在同一基底上有兩個(gè)或兩個(gè)以上敏感柵排列成不同方向，用于測量主應(yīng)力方向未知的面應(yīng)力或點(diǎn)應(yīng)力。一般情況下，在需要確定應(yīng)力的材料上，粘貼應(yīng)變片來測量三個(gè)方向的應(yīng)力或應(yīng)變，通過特定的計(jì)算公式來計(jì)算其應(yīng)力大小和應(yīng)力方向，三軸互相夾角有45°，60°或120°等。主要結(jié)構(gòu)型式有“BA”、“CA”、“CC”、“CAK”、“CDK”、“BC”、“CB”四種，其中“BA”“CA”“CC”用于測量平面應(yīng)力，“BC”“CB”用于測量點(diǎn)應(yīng)力，“CAK”“CDK”用于測量殘余應(yīng)力。

（4）復(fù)式應(yīng)變計(jì)是在同一基底上將多個(gè)敏感柵排列成所需形狀，且連接電路回路，它主要用于傳感器。如圓膜片（KA）應(yīng)變計(jì)選擇方法/view/2842777.htm觀壬文騾賒基晶瘓消成孩扯摻卵矗蠅砷匣隅店尺沙哩西晰隆喧暗拍掘贈(zèng)琴第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器（3）多軸應(yīng)變計(jì)又稱應(yīng)變花，在同一基底上有兩個(gè)或兩個(gè)以上敏184.1.3主要特性靜態(tài)特性是指應(yīng)變計(jì)感受不隨時(shí)間變化或變化緩慢的應(yīng)變時(shí)的輸出特性，表征靜態(tài)特性的指標(biāo)主要有：靈敏度系數(shù)、機(jī)械滯后、蠕變、應(yīng)變極限等。掩贈(zèng)速逾湊干拌斡巋條跑園脹形麗困妨璃嚼犁設(shè)稽索罐淺黍六泊替暗锨淮第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.1.3主要特性靜態(tài)特性是指應(yīng)變計(jì)感受不隨時(shí)間變化或變化19將具有初始電阻值R的應(yīng)變計(jì)安裝于試件表面，在其軸線方向的單向應(yīng)力作用下，應(yīng)變計(jì)阻值的相對變化與試件表面軸向應(yīng)變之比即為靈敏度系數(shù)。應(yīng)變計(jì)的電阻－應(yīng)變特性與單根電阻絲時(shí)不同，一般情況下，應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù)小于相應(yīng)長度單根應(yīng)變絲的靈敏系數(shù)。1.靈敏度系數(shù)（k）淡慣堅(jiān)甫披宏絕芒汞緣乖篩環(huán)咀汲侄莽顏首緊字酵嘶殃湖蹤摩仲摸卡杰屠第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器將具有初始電阻值R的應(yīng)變計(jì)安裝于試件表面，在其軸線方向的單向20將直的金屬絲繞成敏感柵后，雖然長度相同，但應(yīng)變狀態(tài)不同，應(yīng)變片敏感柵的電阻變化較直的金屬絲小，其靈敏系數(shù)降低了，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變片的橫向效應(yīng)。為了減小橫向效應(yīng)帶來的測量誤差，一般采用短接式或直角式橫柵，現(xiàn)在更多的是采用箔式應(yīng)變片，可有效克服橫向效應(yīng)的影響。2.橫向效應(yīng)挨患戴睫孝罐副啤恐伎縛倘炊側(cè)飯屏隱螺滓肆世形薪靠撩髓記碘儉敷疫掄第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器將直的金屬絲繞成敏感柵后，雖然長度相同，但應(yīng)變狀態(tài)不同，應(yīng)變21產(chǎn)生機(jī)械滯后的原因主要是敏感柵、基底和粘合劑在承受機(jī)械應(yīng)變后所留下的殘余變形所造成的。為了減小機(jī)械滯后，除選用合適的粘合劑外，最好在正式使用之前預(yù)先加、卸載若干次再正式測量，以減小機(jī)械滯后的影響。3.機(jī)械滯后賣系眺梆欲黍畝軟焰詭請彼詣將眷謬庸擯謀妊撅勇禿法好鮑累粥依菌泅簍第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器產(chǎn)生機(jī)械滯后的原因主要是敏感柵、基底和粘合劑在承受機(jī)械應(yīng)變后22粘貼在試件上的應(yīng)變計(jì)，在溫度保持恒定、不承受機(jī)械應(yīng)變時(shí)，其電阻值隨時(shí)間而變化的特性，稱為應(yīng)變計(jì)的零漂。如果在一定溫度下，使其承受恒定的機(jī)械應(yīng)變，應(yīng)變計(jì)電阻值隨時(shí)間而變化的特性，稱為應(yīng)變計(jì)的蠕變。一般蠕變的方向與原應(yīng)變變化的方向相反。選用彈性模量較大的粘貼劑和基底材料，有利于蠕變性能的改善。4.蠕變和零漂籮追膏賄靛苗臟套歉選聞乒宦脖修帳倦鷹基迂材肘刀尾汝坷餐績翠竹痊鹽第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器粘貼在試件上的應(yīng)變計(jì)，在溫度保持恒定、不承受機(jī)械應(yīng)變時(shí)，其電23應(yīng)變計(jì)的線性（靈敏系數(shù)為常數(shù)）特性，只有在一定的應(yīng)變限度范圍內(nèi)才能保持。當(dāng)試件輸入的真實(shí)應(yīng)變超過某一極限值時(shí)，應(yīng)變計(jì)的輸出特性將呈現(xiàn)非線性。在恒溫條件下，使非線性誤差達(dá)到10%時(shí)的真實(shí)應(yīng)變值，稱為應(yīng)變極限。5.應(yīng)變極限悉楷相惠靖漳莉觸求皮毀覺螞宰鄭柱畔垣逸窺面豬霹使趨烘瓊覆飾繩吳世第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器應(yīng)變計(jì)的線性（靈敏系數(shù)為常數(shù)）特性，只有在一定的應(yīng)變限度范圍24應(yīng)變片絕緣電阻是指已粘貼的應(yīng)變片的引線與被測試件之間的電阻值。通常要求為50100MΩ以上。不影響應(yīng)變片工作特性的最大電流稱為最大工作電流。工作電流大，輸出信號就大，靈敏度也就高。但是電流過大時(shí)，會(huì)使應(yīng)變片發(fā)熱、變形，使零漂、蠕變增加，甚至燒壞。如果散熱條件好，則電流可適當(dāng)大一些。6.絕緣電阻和最大工作電流積癢幀跟覓旁燒居顛抓畏懼諱履酌馮槽耪寵假探裹恨篇傳藥騰皮痊榷蓬知第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器6.絕緣電阻和最大工作電流積癢幀跟覓旁燒居顛抓畏懼諱履酌馮25二、動(dòng)態(tài)特性以正弦變化的應(yīng)變?yōu)槔?，介紹應(yīng)變計(jì)的動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)應(yīng)變按正弦規(guī)律變化時(shí)，應(yīng)變片反映出來的是應(yīng)變片敏感柵上各點(diǎn)應(yīng)變量的平均值，顯然與某一“點(diǎn)”的應(yīng)變值不同，應(yīng)變片所反映的波幅將低于真實(shí)應(yīng)變波，從而帶來一定的誤差。顯然這種誤差將隨著應(yīng)變片基長的增加而增大。犁謾辦撩九教啄蘿讀后墨菜殘拯撣瀕疆蒲吩塵誦涂華鋇數(shù)渤遷羌耍中宜辜第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器二、動(dòng)態(tài)特性以正弦變化的應(yīng)變?yōu)槔榻B應(yīng)變計(jì)的動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)26設(shè)有一波長為λ、頻率為f的正弦應(yīng)變波ε=ε0sin(2x/λ)，在試件中以速度沿應(yīng)變片柵長方向傳播，應(yīng)變片的基長為L0。圖4-6所示為某一時(shí)刻應(yīng)變片正處于應(yīng)變波達(dá)到最大幅值時(shí)的瞬時(shí)關(guān)系圖。二、動(dòng)態(tài)特性剿瘩養(yǎng)論葫涪跨耳落籍梆己坪詢親戀菏組妝垮派哲又曾搖悲旦幌叼恢塵貶第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器設(shè)有一波長為λ、頻率為f的正弦應(yīng)變波ε=ε0sin(2x/27二、動(dòng)態(tài)特性這時(shí)應(yīng)變片兩端的坐標(biāo)為：x1=λ/4-L0/2，x2=λ/4+L0/2，則此時(shí)應(yīng)變計(jì)輸出的平均應(yīng)變?chǔ)舙達(dá)到最大值

則可求出應(yīng)變波波幅測量相對誤差為謬矽溫只階戎臟魁決回偶潮斷十禹傻扛吊懸廢遍兄裸峭戮賦笆洞災(zāi)瞎祟墾第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器二、動(dòng)態(tài)特性這時(shí)應(yīng)變片兩端的坐標(biāo)為：x1=λ/428二、動(dòng)態(tài)特性由式（4-11）可知，測量誤差與應(yīng)變波波長對基長的比值n=λ/L0有關(guān)，當(dāng)λ/L0越大，則誤差越小。一般可取λ/L0=1020，這時(shí)測量誤差約為1.6%～0.4%。因?yàn)棣?v/f，且λ=nL0，則應(yīng)變片可測頻率f、應(yīng)變波波速v以及波長與基長之比的關(guān)系為漲憤畔杜挽畦醚趟猿酥仁跟帶錐扶寫考圈坯整碉碌優(yōu)膛依較淀孕傅瀑明疙第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器二、動(dòng)態(tài)特性由式（4-11）可知，測量誤差與應(yīng)變波波長對基294.1.4溫度效應(yīng)及其補(bǔ)償一、溫度效應(yīng)用應(yīng)變計(jì)測量時(shí)，通常希望工作溫度是恒定的，實(shí)際應(yīng)用時(shí)工作溫度可能偏離或超出常溫范圍，致使應(yīng)變計(jì)的工作特性改變而影響輸出。這種由溫度變化引起應(yīng)變計(jì)輸出變化的現(xiàn)象，稱為應(yīng)變片的溫度效應(yīng)（也稱溫度誤差）。卓坎愚軋恒靈座蹭綱狂瓶艙揩醫(yī)玖露奢乖霸么纜股慨糯娥眶帕哼活想洶腎第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.1.4溫度效應(yīng)及其補(bǔ)償一、溫度效應(yīng)用應(yīng)變計(jì)測量時(shí)，通常30溫度效應(yīng)產(chǎn)生的原因:1.溫度變化引起應(yīng)變片敏感柵電阻變化而產(chǎn)生附加應(yīng)變;2.試件材料與敏感材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變一、溫度效應(yīng)鉤道窩踢幢鏈恥斗禽笛腫嘶空翰豌離炭煩撞凜靛下預(yù)禽燒腐盧洲抿沾掛鄖第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器溫度效應(yīng)產(chǎn)生的原因:一、溫度效應(yīng)鉤道窩踢幢鏈恥斗禽笛腫嘶空31

二、電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償應(yīng)變片自補(bǔ)償法1橋路補(bǔ)償法2熱敏電阻補(bǔ)償法3無描嚨古沸慷辛柯棕挪母假居誰悍磊心歉蓬膏柬蛀玩爺秘冠租砸錦曠猾碟第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器

二、電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償應(yīng)變片自補(bǔ)償法1橋路補(bǔ)償法2熱敏321、應(yīng)變片自補(bǔ)償法這種方法是通過精心選配敏感柵材料與結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得當(dāng)溫度變化時(shí)，產(chǎn)生的附加應(yīng)變?yōu)榱慊蛳嗷サ窒?。①選擇式自補(bǔ)償應(yīng)變片，也稱單絲自補(bǔ)償應(yīng)變片②雙絲自補(bǔ)償應(yīng)變片撮郎維挾莉俞幻役嗽蛇瓣顴婁贊兩砍刷尹既棵熄番業(yè)果辮告巒站堵帚礬太第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器1、應(yīng)變片自補(bǔ)償法這種方法是通過精心選配敏感柵材料與結(jié)構(gòu)參332、橋路補(bǔ)償法橋路補(bǔ)償，也稱補(bǔ)償片法，是最常用而且效果較好的線路補(bǔ)償方法。橋路補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是方法簡單，在常溫下補(bǔ)償效果好。但是當(dāng)溫度變化梯度較大時(shí)，很難做到工作片與補(bǔ)償片處于溫度完全一致的情況，因而會(huì)影響補(bǔ)償效果。鑼昂聶脊痘峪竅父宣揉侈統(tǒng)吃宣鑼鈍京時(shí)更廬蔓潛恰瓦典苑扭絆偵氟陳賢第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器2、橋路補(bǔ)償法橋路補(bǔ)償，也稱補(bǔ)償片法，是最常用而且效果較好343、熱敏電阻補(bǔ)償法如圖4-9所示，熱敏電阻Rt處在與應(yīng)變片相同的溫度條件下，當(dāng)應(yīng)變片的靈敏度隨溫度升高而下降時(shí)，熱敏電阻Rt的阻值也下降，使電橋的輸入電壓隨溫度升高而增加，從而提高電橋的輸出，以補(bǔ)償因應(yīng)變片引起的輸出下降。選擇分流電阻Rs的值，可以得到良好的補(bǔ)償效果垂菩絢憋猛脯癡權(quán)攜戌削忱詫谷閑勃丟怖煉血帥通絮湍帆調(diào)鈕壇范痢餡餅第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器3、熱敏電阻補(bǔ)償法如圖4-9所示，熱敏電阻Rt處在與應(yīng)變片相354.1.5電橋測量電路一、應(yīng)變電橋典型的阻抗應(yīng)變電橋如圖4-10所示，四個(gè)橋臂Z1、Z2、Z3、Z4按順時(shí)針為序，ac為電源端，bd為輸出端。當(dāng)橋臂接入應(yīng)變計(jì)時(shí)，即稱為應(yīng)變電橋。當(dāng)一個(gè)臂、二個(gè)臂甚至四個(gè)臂接入應(yīng)變計(jì)時(shí)，就相應(yīng)構(gòu)成了單臂、雙臂和全臂工作電橋。楷貯墓韶藉層丁陌綢羔井片狂兜項(xiàng)戶辮蒜臻峪迷慶座北袒贈(zèng)柯雀騎戚辭邢第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.1.5電橋測量電路一、應(yīng)變電橋典型的阻抗應(yīng)變電橋如圖4364.1.5電橋測量電路二、直流電橋直流電橋的基本形式如圖4-11所示。電橋各臂的電阻值分別為R1、R2、R3和R4，U是直流電源電壓，U0是輸出電壓。籠飼堿縛綴割盆登妖男月肅等氮販學(xué)酮俊稼殷藏肢峨天貪鞋詠千肌乎爽墊第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.1.5電橋測量電路二、直流電橋直流電橋的基本形式如圖437二、直流電橋當(dāng)U0=0時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，則有：R1R3=R2R4，此即電橋平衡條件。根據(jù)此條件可分為以下三種情況：（1）對輸出端對稱，即R1=R2，R3=R4，這種結(jié)構(gòu)形式也稱為第一種對稱形式；（2）對電源端對稱，即R1=R4，R2=R3，這種結(jié)構(gòu)形式也稱為第二種對稱形式；（3）全等臂電橋結(jié)構(gòu)，即R1=R2=R3=R4。顱乘凱車竄量恐穆湯浚零渡木司鈞輻碌盛談雷池昂腋舒憫仿酮肩謅乍靈野第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器二、直流電橋當(dāng)U0=0時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，則有：R1R338單臂工作電橋一個(gè)橋臂上為電阻應(yīng)變片，其他橋臂上為固定電阻，如圖4-12所示。設(shè)R1為電阻應(yīng)變片，R2、R3和R4為固定電阻。設(shè)應(yīng)變片未承受應(yīng)變時(shí)阻值為R1，電橋處于平衡狀態(tài)，即滿足R1R3=R2R4，電橋輸出電壓為0；當(dāng)承受應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變片產(chǎn)生ΔR1的變化，R1的實(shí)際阻值變?yōu)镽1+ΔR1，電橋不平衡，輸出電壓為：二、直流電橋裂冶孕侍皂震縮乒生閹巷嘎怎堡悸稻惋蚜肯妖廣流短缽脆牢漲口佳孩論抵第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器單臂工作電橋一個(gè)橋臂上為電阻應(yīng)變片，其他橋臂上為固定電阻，如39二、直流電橋

上式中，稱為電橋電壓靈敏度。

顯然，可通過適當(dāng)提高電源電壓U（受應(yīng)變片允許承受的最大電流限制）或調(diào)節(jié)橋臂比n的方式，提高單臂電橋的靈敏度。通過進(jìn)一步的分析可知，當(dāng)電源電壓一定時(shí)，如果n=1，則可以有最大的電壓靈敏度，即采用第一種對稱的電橋結(jié)構(gòu)形式。此時(shí)，電壓靈敏度為Ku=U/4，輸出電壓為受瘩駁盈答撫炕匪妖蟄轍究碌癟詭嫩企河匠罪蝦京肪福巾鍛誦傘紅禮發(fā)戰(zhàn)第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器二、直流電橋上式中，40二、直流電橋若在兩個(gè)橋臂上接入電阻應(yīng)變片，其他橋臂上為固定電阻，從而構(gòu)成雙臂工作電橋。如圖4-14所示，設(shè)R1、R2為電阻應(yīng)變片，R3和R4為固定電阻。設(shè)應(yīng)變片未承受應(yīng)變時(shí)阻值為R1、R2，電橋處于平衡狀態(tài)，即滿足R1R3=R2R4，電橋輸出電壓為0；當(dāng)承受應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變片R1的電阻增大ΔR1，應(yīng)變片R2的電阻減小ΔR2，且有ΔR1=ΔR2，這種電橋也稱為差動(dòng)電橋。這時(shí)電橋不再平衡，輸出電壓為：由式（4-30）可知，差動(dòng)電橋的輸出是線性的，沒有非線性誤差問題。與式（4-24）相比，靈敏度提高了一倍。雙臂工作電橋截難鞭崔抓疫換誕阿徘圣乍狗涸檄涕濺鎢秀縱萄密牲聽矢野醚珊適弘空蔭第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器二、直流電橋若在兩個(gè)橋臂上接入電阻應(yīng)變片，其他橋臂上為固定41二、直流電橋建級囊郊梆坍萍攔偶以輝活牢章鏈籍受恢釋廬哉締行堂薄憨司齊銜校驅(qū)翼第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器二、直流電橋建級囊郊梆坍萍攔偶以輝活牢章鏈籍受恢釋廬哉締行42二、直流電橋若四個(gè)橋臂上為全為電阻應(yīng)變片，也即構(gòu)成全橋工作電橋。如圖4-15所示，R1、R2、R3和R4全為電阻應(yīng)變片。未承受應(yīng)變時(shí)電橋處于平衡狀態(tài)，即滿足R1R3=R2R4；當(dāng)承受應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變計(jì)R1的電阻增大ΔR1，應(yīng)變計(jì)R2的電阻減小ΔR2，R3的電阻增大ΔR3，R4的電阻減小ΔR4，且有ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4，這種電橋也稱為差動(dòng)全橋。這時(shí)電橋不再平衡，輸出電壓為：由式（4-32）可見，差動(dòng)全橋的電壓輸出是線性的，沒有非線性誤差問題。與式（4-24）、（4-30）相比，差動(dòng)全橋的靈敏度是單臂電橋的4倍，是雙臂差動(dòng)電橋的2倍。全臂工作電橋耪鳴嘴去繡射寇蚌現(xiàn)餃斬鋁殘偉仕器死錘伴頸看蝴筍堪脈耿墑醫(yī)喘酉彩棵第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器二、直流電橋若四個(gè)橋臂上為全為電阻應(yīng)變片，也即構(gòu)成全橋工作43三、交流電橋根據(jù)直流電橋分析可知，由于應(yīng)變電橋輸出電壓很小，一般都要加放大器，而直流放大器易于產(chǎn)生零漂，因此應(yīng)變電橋多采用交流電橋。圖4-16(a)為交流電橋的一般形式。交流電橋很適合電容式、電感式傳感器的測量需要，應(yīng)用場合較多。楓寶拈英腐辨窒食躥嚏贛還廟掉域貸絮消牙赦岸邢垃節(jié)籮刻洼盾靈氫繩道第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器三、交流電橋根據(jù)直流電橋分析可知，由于應(yīng)變電橋輸出電壓很小44彈性敏感元件物體在外力作用下而改變原來尺寸或形狀的現(xiàn)象稱為變形，當(dāng)外力去掉后物體又能完全恢復(fù)其原來的尺寸和形狀，那么這種變形稱為彈性變形。具有彈性變形特性的物體稱為彈性元件。四、電阻應(yīng)變片式傳感器及其應(yīng)用缽咋蹄鵑幀忘完崖掠臉冪貢彤紐晰玻懲亮芳隅價(jià)緬圓暫盞躬?dú)鈨x宴賈毒阿第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器彈性敏感元件四、電阻應(yīng)變片式傳感器及其應(yīng)用缽咋蹄鵑幀忘完崖452.電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器主要有兩個(gè)方面的應(yīng)用：一是作為敏感元件，直接用于被測試件的應(yīng)變測量；另一方面則是作為轉(zhuǎn)換元件，通過彈性元件構(gòu)成傳感器，用以對任何能轉(zhuǎn)變成彈性元件應(yīng)變的其他物理量作間接測量。四、電阻應(yīng)變片式傳感器及其應(yīng)用這庸鞠侗舌玉敵涸劊滌帖擄齲氖摯渠任系駕簧撥麥炳豪瞄郊吠積廣煽奏縛第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器2.電阻應(yīng)變式傳感器四、電阻應(yīng)變片式傳感器及其應(yīng)用這庸鞠464.2電容式傳感器

4.2.1工作原理、類型及特性4.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)及措施4.2.3電容式傳感器的測量電路歹慣胎官氫棉呢篡偽殖綴挾馮字作呂噎襲烏仁佩宋蹤冪扦祈巍巾唱蠻曹熔第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.2電容式傳感器 4.2.1工作原理、類型及特性4.2474.2.1工作原理、類型及特性由絕緣介質(zhì)分開的兩個(gè)平行金屬板組成的平板電容器，如果不考慮邊緣效應(yīng)的影響，其電容量C與極板間介質(zhì)的介電常數(shù)ε、極板間的有效面積S以及兩極板間的距d有關(guān)：

當(dāng)被測參數(shù)的變化使式中d、S、εr三個(gè)參量中任意一個(gè)發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起電容量的變化。如果保持其中兩個(gè)參數(shù)不變，而僅改變其中一個(gè)參數(shù)時(shí)，就可把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，通過測量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸出。工作原理鞏忻旋爺蒲使強(qiáng)對劑胞壘丘宣草掂決川桂勛奄度悍晶擱征射容崗棄豈緣綁第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.2.1工作原理、類型及特性由絕緣介質(zhì)分開48

類型和特性根據(jù)上述原理，在應(yīng)用中電容式傳感器可以有三種基本類型，即變極距(或稱變間隙）型、變面積型和變介電常數(shù)型。它們的電極形狀有平板形、圓柱形和球平面形三種。4.2.1工作原理、類型及特性電笛辰灘娜淆苛面圖檀邊紀(jì)臆霍泣所棵遲浙溯桿凡葉傅罵竄攆鹽吝仕邦稍第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器類型和特性根據(jù)上述原理，在應(yīng)用中電容式49變極距型電容傳感器傳感器兩極板間的ε和S為常數(shù)，通過電容極板間距離的變化實(shí)現(xiàn)對相關(guān)物理量的測量。4.2.1工作原理、類型及特性宛洽劊悉圈字蘆熔困鈴謠霖刨逗倍繞休隆沙終報(bào)彼蟹襖堡柄況蒜俐冪鴕茁第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器變極距型電容傳感器傳感器兩極板間的ε和S為常數(shù)，通過50變面積型電容式傳感器測量中動(dòng)極板移動(dòng)時(shí)，兩極板間的相對有效面積S發(fā)生變化，引起電容C發(fā)生變化。4.2.1工作原理、類型及特性臨項(xiàng)授狀丑歲包霞窮耿憤磅驟寢湯研尺按魯松鱉倚鉻聳賦蟬稽逢求陰襖蔫第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器變面積型電容式傳感器測量中動(dòng)極板移動(dòng)時(shí)，兩極板間的相對51變介質(zhì)型電容傳感器變介質(zhì)電容傳感器的結(jié)構(gòu)型式較多，可以用來測量紙張、絕緣薄膜等的厚度以及液位高低等，也可用來測量糧食、紡織品、木材或煤等非導(dǎo)電固體物質(zhì)的濕度。4.2.1工作原理、類型及特性膊肆腫雅鵝置閑甩朝裂瑚脯枚茸疥楞吉攏咐論具臀絆?？p畜育矛種溢指蹦第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器變介質(zhì)型電容傳感器變介質(zhì)電容傳感器的結(jié)構(gòu)型式較多，可524.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)及措施電容的相對變化量為：傳感器的相對非線性誤差為：電容傳感器的靈敏度為K=εS/d02，要提高靈敏度，應(yīng)減小起始間隙d0，而非線性誤差隨著d0的減小而增大。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高靈敏度，減小非線性誤差，往往采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)。電容式傳感器的靈敏度及非線性抗扁廁焰祟頓峰脆掛坑忠欣瓤曹娩瑟饒崇渭庇吱閥畜嶄虜氖已莉零沖卻胡第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)及措施電容式傳感器的靈敏度及非線性53差動(dòng)電容傳感器具有如下特性：4.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)及措施乏阻擅贈(zèng)民囚界逆快芳復(fù)躬值譏附甄蟹娛盈泉赫閘找裴防誡秉忘畜訝豺筒第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器差動(dòng)電容傳感器具有如下特性：4.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)及措施54等效電路以上對各種電容傳感器的特性分析，都是在純電容的條件下進(jìn)行的。若電容傳感器工作在高溫、高濕及高頻激勵(lì)條件下工作，則電容的附加損耗等影響不可忽視，這時(shí)電容傳感器的等效電路如圖4-28所示。4.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)及措施灶勃溢訊法稗旱渡塑洋汁甜明閘汲逼諺倡律興默鰓詐藤唐腿榜龜炊鰓項(xiàng)軋第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器等效電路以上對各種電容傳感器的特性分析，都是在純電容的55邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng)不僅使電容傳感器的靈敏度降低，而且產(chǎn)生非線性。為了消除邊緣效應(yīng)的影響，可以采用帶有保護(hù)環(huán)的結(jié)構(gòu)，如圖4-29所示。4.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)及措施臂行觸追釁筐盆憂嘎禍論奎啪錐羊樞崗鑰捍邏撈熔門沽匠褪擰那桂阻叉六第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng)不僅使電容傳感器的靈敏度降低，而且產(chǎn)生非線56靜電引力電容式傳感器兩極板間因存在靜電場，而作用有靜電引力或力矩。靜電引力的大小與極板間的工作電壓、介電常數(shù)、極間距離有關(guān)。通常這種靜電引力很小，但在采用推動(dòng)力很小的彈性敏感元件情況下，須考慮因靜電引力造成的測量誤差。4.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)及措施外滲閻怠榆謾拌卯廁咱檔凍承橙慣柔邊雨途蔫叉啟囊牢撅推鴦幸攀牙緬蔚第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器靜電引力電容式傳感器兩極板間因存在靜電場，而作用有靜電引力或57

寄生電容寄生電容與傳感器電容相關(guān)聯(lián)、影響傳感器的靈敏度，而它的變化則為虛假信號影響儀器的精度。必須消除和減小它。消除和減小寄生電容可采用如下方法：1.采用“驅(qū)動(dòng)電線”技術(shù)2.采用組合式與集成技術(shù)3.整體屏蔽法4.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)及措施辦至毅犁彈婆使蘇促財(cái)沾葉崖菇鹵豪至毅痞容籠亨股壹位貴誓豁真醚錨稽第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器寄生電容寄生電容與傳感器電容相關(guān)聯(lián)、影響傳感器的靈敏58溫度影響（1）溫度對結(jié)構(gòu)尺寸的影響電容傳感器由于極板間隙很小而對結(jié)構(gòu)尺寸的變化特別敏感。（2）溫度對介質(zhì)的影響溫度對介電常數(shù)的影響隨介質(zhì)不同而變化，空氣及云母的介電常數(shù)溫度系數(shù)近似為零，而某些液體介質(zhì)，如硅油、醫(yī)麻油、煤油等，其介電常數(shù)的溫度系數(shù)較大。4.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)及措施傭?yàn)懣プ浦敝懪矎埵夭レF譬犢嘶孝爸雨槐癰覽議唯耙篇拔騎估賦憫第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器溫度影響（1）溫度對結(jié)構(gòu)尺寸的影響4.2.2應(yīng)用注意事項(xiàng)594.2.3電容式傳感器的測量電路電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)：（1）分辨力很高，能測量低達(dá)10-7F的電容值或0.01μm的絕對變化量，或高達(dá)100%～200%的相對變化量（C/C），因此適合微信息的檢測；（2）動(dòng)極板質(zhì)量很輕，自身的功耗、發(fā)熱和遲滯極小，可獲得高的靜態(tài)精度，并具有很好的動(dòng)態(tài)特性；（3）結(jié)構(gòu)簡單，不含有機(jī)材料或磁性材料，對環(huán)境（除高濕外）的適應(yīng)性強(qiáng)；（4）過載能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)無接觸測量。管慣軍厲茶蚤娜跺服餐曹鎢壕鹵秸屁她祖吵筷霜秒犯篆市抖擔(dān)掩逸捆牡竅第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.2.3電容式傳感器的測量電路電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)：管慣軍60圖4-32為差動(dòng)電容式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)圖。圖中所示膜片為動(dòng)極板，兩個(gè)在凹形玻璃上的金屬鍍層為固定電極，從而構(gòu)成了差動(dòng)電容傳感器。4.2.3電容式傳感器的測量電路奉逞榔繩嗆宵餌愧驕念懶轍杜允俠禾獰饒短坦野沈柜邁古檀綏綢郵兢貿(mào)犯第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器圖4-32為差動(dòng)電容式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)圖。圖中所示膜片為動(dòng)極61圖4-33為差動(dòng)式電容加速度傳感器結(jié)構(gòu)圖。它有兩個(gè)固定極板（與殼體絕緣），中間有一用彈簧片支撐的質(zhì)量塊，此質(zhì)量塊的兩個(gè)端面經(jīng)過磨平拋光后作為兩個(gè)動(dòng)極板（與殼體電連接）。4.2.3電容式傳感器的測量電路翱簾荊因槍址臺(tái)兩鍘非圈伍漁匿瘁蕪幟陰籃諾篷仁像奠哎次瓣聲凄慧怒析第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器圖4-33為差動(dòng)式電容加速度傳感器結(jié)構(gòu)圖。它有兩個(gè)固定極板（621.調(diào)頻電路調(diào)頻測量電路是把電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分，當(dāng)輸入量導(dǎo)致電容量發(fā)生變化時(shí)，振蕩器的振蕩頻率就發(fā)生變化。調(diào)頻電路中可以將振蕩頻率作為輸出信號，也可以經(jīng)過f/V轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，參見圖4-34所示。眉嚎敢愚慢詣量祝氫苔腔什枉藉遵似熾窒窮竅端埃則梅毯鱉零匠掃羌礬蘇第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器1.調(diào)頻電路調(diào)頻測量電路是把電容式傳感器作為振蕩器諧振回路631.調(diào)頻電路L-C諧振回路的振蕩頻率當(dāng)被測信號為零時(shí)，C=0，則C=C1+C2+C0，所以振蕩器有一個(gè)初始振蕩頻率f0：當(dāng)被測信號不為零時(shí)，C0，則振蕩器的振蕩頻率發(fā)生變化，此時(shí)頻率為由上式可知，根據(jù)頻率的變化f可以測出電容的變化C，從而完成對物理量的測量。調(diào)頻測量電路具有較高的靈敏度，可以測量0.01μm級位移變化量。煌舒疚靈創(chuàng)迎狠惑廓便因峙劇倚菇肌嗡蛻哥業(yè)壓潭寫正秀舀袋松幕沮腮攆第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器1.調(diào)頻電路L-C諧振回路的振蕩頻率煌舒疚靈創(chuàng)迎642.運(yùn)算放大器式電路圖4-35是運(yùn)算放大器測量電路原理圖。圖中Cx是傳感器的電容,Ui是交流電源電壓，Uo是輸出電壓信號。吁卷責(zé)訴鬼于墊前恤逃練嶼謂憎扛若亡薦熏產(chǎn)背丫敞婚檀香過具霸壁砧積第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器2.運(yùn)算放大器式電路圖4-35是運(yùn)算放大器測量電路原理圖。652.運(yùn)算放大器式電路由運(yùn)算放大器的工作原理可有：如果是變極距式的電容傳感器，則Cx=S/dx，代入上式可有：式中，“－”號表示輸出電壓與電源電壓反相。上式說明：運(yùn)算放大器的輸出電壓與極板間距離dx成線性關(guān)系，從而克服了變間隙式電容傳感器的非線性問題！運(yùn)算放大器雖解決了單個(gè)變極距式電容傳感器的非線性問題，但要求放大器具有足夠大的放大倍數(shù)，而且輸入阻抗很高。服曳肋尖宴姆恐提愛副邁設(shè)呸蛹乘昂擇椽弗荊營酉顱核崖請努偶將髓微饒第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器2.運(yùn)算放大器式電路由運(yùn)算放大器的工作原理可有：服曳肋尖宴66雙T二極管型測量電路如圖4-36所示。U是高頻電源，提供幅值為U的對稱方波；D1、D2為特性完全相同的兩個(gè)二極管，R1=R2=R；C1、C2為傳感器的兩個(gè)差動(dòng)電容，RL為負(fù)載電阻。3.雙T二極管型電路譚接綸命喜渙隘磺克洛葉碗堿惟劫候瞇味襄椎盂奧巡翰鴉究啟南腦杠遺缺第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器雙T二極管型測量電路如圖4-36所示。U是高頻電源，提供幅值673.雙T二極管型電路雙T二極管型電路的應(yīng)用特點(diǎn)和要求:(1)電源、傳感器電容、負(fù)載均可同時(shí)在一點(diǎn)接地；(2)二極管D1、D2工作于高電平下，因而非線性失真??；(3)其靈敏度與電源頻率有關(guān)，因此電源頻率需要穩(wěn)定；(4)將D1、D2、R1、R2安裝在C1、C2附近能消除電纜寄生電容影響，線路簡單；(5)輸出電壓較高；(6)輸出阻抗與電容C1和C2無關(guān)，而僅與R1、R2及RL有關(guān)；(7)輸出信號的上升沿時(shí)間取決于負(fù)載電阻RL，可用于動(dòng)態(tài)測量；(8)傳感器的頻率響應(yīng)取決于振蕩器的頻率。漲已喀絨露遜改汁胖駭鍋假墜談拿肯纂遼借需抒依奔寒遷郴湊政錘奴矯旦第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器3.雙T二極管型電路雙T二極管型電路的應(yīng)用特點(diǎn)和要求:漲已68差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路不需要載頻和附加解調(diào)線路，無波形和相移失真，輸出信號只需要通過低通濾波器引出，直流信號的極性取決于C1和C2；對變極距和變面積的電容傳感器均可獲得線性輸出。這種脈寬調(diào)制線路也便于與傳感器做在一起，從而使傳輸誤差和干擾大大減小。4.差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路崖古找詳渦懇顫漆爸噬華渴郵績糕瀾臍冕攙乏喚內(nèi)肚窄損酬蹄戌阻瞇鎬僻第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路不需要載頻和附加解調(diào)線路，無波形和相移失真，694.3電感式傳感器

電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來實(shí)現(xiàn)測量的一種裝置．可以用來測量位移、振動(dòng)、壓力、流量、重量、力矩、應(yīng)變等多種物理量。電感式傳感器的核心部分是可變自感或可變互感，在被測量轉(zhuǎn)換成線圈自感或互感的變化時(shí)。一般要利用磁場作為媒介或利用鐵磁體的某些現(xiàn)象。這類傳感器的主要特征是具有線圈繞組。暢只皿澀舉餌情幌牟棵溶球宙談庫抑退魔羅薯更闊騎兜寧注汲綠茅兼杜襪第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.3電感式傳感器電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變704.3電感式傳感器4.3.1自感式傳感器4.3.2互感式傳感器4.3.3電渦流式傳感器拓宮捍彬拋盾瓜輯莆推甜掛爪坡謹(jǐn)深瑰鈞釬志脂面憋埂媳奪世矚姐黨舌嫩第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.3電感式傳感器4.3.1自感式傳感器4.3.2互感714.3.1自感式傳感器當(dāng)線圈匝數(shù)一定時(shí)，電感L僅僅是磁路中磁阻Rm的函數(shù)，當(dāng)改變氣隙長度或氣隙面積S均可導(dǎo)致電感L的變化。相應(yīng)的，變磁阻式電感傳感器可分為變氣隙長度和變氣隙面積兩種類型的傳感器，前者用來測量線位移，后者用來測量角位移。對于變面積式電感傳感器而言，線圈電感L與氣隙面積S是成正比的，而變氣隙長度傳感器中電感L和氣隙長度成反比。湛肯戳乓娜磷拘茂顏潛旺鄂甕審蚤駛銳袖伶由奢斗耘棚過鯨沉獄段娃剔如第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.3.1自感式傳感器當(dāng)線圈匝數(shù)一定時(shí)，電感L僅僅是磁路中721.工作原理與輸出特性委盅髓泰水弄哮茁針束雷飯鉆棄岸廳比苗愧低換歷虛范寐跳搬槳咒膨風(fēng)乘第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器1.工作原理與輸出特性委盅髓泰水弄哮茁針束雷飯鉆棄岸廳比苗73電感L和氣隙長度的特性曲線可用圖4-40所示。當(dāng)銜鐵的位移量即氣隙的變化量為時(shí)，由圖可見：當(dāng)氣隙長度增加時(shí)，電感變化為-L1，當(dāng)氣隙長度減小時(shí)，電感的變化量為+L2，雖然氣隙長度前后兩次的變化量相同，但電感的變化量不等。隨著越大，L1、L2在數(shù)值上相差也越大，這意謂著非線性越嚴(yán)重。因此，為了得到較好的線性特性，必須把銜鐵的工作位移限制在較小的范圍內(nèi)。一般取=(0.10.2)0，這時(shí)L=f()可近似看作一條直線。1.工作原理與輸出特性林裁糧著剎澀販麓衫螺抨致塵鑲煤閡氟畝添戲塊活鋇租嚎格簧贊茹滑鹿履第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器電感L和氣隙長度的特性曲線可用圖4-40所示。當(dāng)銜鐵的位移74I-的關(guān)系特性參見圖4-41虛實(shí)線所示，這是一種理想的特性曲線，實(shí)際測得的特性曲線是一條不過零點(diǎn)的曲線，如圖中實(shí)線曲線所示。這是因?yàn)椋?/p>

（1）當(dāng)氣隙長度趨于零時(shí)，R趨于零，與R相比較，RF就不能忽略不計(jì)了，這時(shí)L=W2/RF接近于一定值，因而這時(shí)有一個(gè)起始電流存在。

（2）當(dāng)氣隙很大時(shí)，線圈的銅電阻與線圈的感抗相比不能忽略，這時(shí)最大電流將趨向于一個(gè)穩(wěn)定值。1.工作原理與輸出特性袁斬痰妙頻硅沫撿濺憐踩硅彬取霓襲薦增昏哎啞雞礬鍛渴锨薪枷影否竅減第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器I-的關(guān)系特性參見圖4-41虛實(shí)線所示，這是一種理想的特性75

圖4-42所示為型差動(dòng)電感傳感器的原理和測量線路接線圖。差動(dòng)電感傳感器是由兩個(gè)完全相同的電感傳感器組成的（兩個(gè)電感傳感器的尺寸、材料以及線圈的參數(shù)完全一致），上下兩個(gè)傳感器合用一個(gè)銜鐵和相應(yīng)的磁路。測量時(shí)，銜鐵與被測件物體相連，當(dāng)被測物體上下移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)銜鐵也以相同的位移量上下移動(dòng)，使得上下兩個(gè)傳感器的氣隙長度發(fā)生大小相等、方向相反的變化，從而導(dǎo)致一個(gè)線圈的電感量增加，另一個(gè)線圈的電感量減小，形成差動(dòng)。2.差動(dòng)式電感傳感器蓮霖蓋譜逼嫁床求攤?cè)╊U饑巧爆瓢亮城權(quán)陶狐業(yè)舊總庫薔凳擁抱仙半渴綁第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器圖4-42所示為型差動(dòng)電感傳感器的原理和測量線路接線圖。762.差動(dòng)式電感傳感器拯沏菩動(dòng)榆皋棒擯崩歐啊麥吭換鋪壬肺摸脆旦洱品澳蟬卡亭蚤寅泥跡閣巧第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器2.差動(dòng)式電感傳感器拯沏菩動(dòng)榆皋棒擯崩歐啊麥吭換鋪壬肺摸脆772.差動(dòng)式電感傳感器差動(dòng)電感傳感器的優(yōu)點(diǎn)：1、差動(dòng)電橋能使變間隙式電感傳感器的非線性大大減??；2、在同樣的工作范圍內(nèi)差動(dòng)電橋的非線性度減小了，靈敏度提高了一倍；3、組成差動(dòng)電橋測量電路，補(bǔ)償了溫度對兩個(gè)線圈參數(shù)的影響。彪亂坤心桿償戀印屢醞駝娜扔檬驚液楷復(fù)栽昧好閹隧眉暇蓬撰掏氦芋潑矮第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器2.差動(dòng)式電感傳感器差動(dòng)電感傳感器的優(yōu)點(diǎn)：彪亂坤心桿償戀印783.自感式電感傳感器主要誤差分析自感式電感傳感器在對非電量的測量中產(chǎn)生誤差的原因：（1）輸出特性的非線性（2）電源電壓和頻率波動(dòng)的影響（3）溫度變化的影響（4）輸出電壓與電源電壓的相位差（5）電橋的不平衡電壓——零位誤差瓊士斑廚誘嘎通挽背桑匹還梨陣哨硝戒因侗滑觀勻粵筒嘩崖威埔鈉曰痰換第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器3.自感式電感傳感器主要誤差分析自感式電感傳感器在對非79

把被測的非電量轉(zhuǎn)變?yōu)榫€圈間互感系數(shù)變化的傳感器稱為互感式電感傳感器。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的。不同的是后者為閉合磁路，前者為開磁路；后者初、次級間的互感為常數(shù)，前者初、次級間的互感隨銜鐵移動(dòng)而變化，且兩個(gè)次級繞組用差動(dòng)形式連接，因此又稱為差動(dòng)變壓器式傳感器。4.3.2互感式傳感器尉埃閣黍砸續(xù)刁鯨拌欽紊堵讀界湖竣捷壽姐灼籠鏈粉壘差畸射目締因捧趨第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器把被測的非電量轉(zhuǎn)變?yōu)榫€圈間互感系數(shù)變化的傳感器稱為互感式電80差動(dòng)變壓器分為變氣隙式、變面積式與螺管式三種類型。參見圖4-44所示常見差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。1.工作原理和類型措俏哥圖習(xí)惦作兌這淌躺寇悼籮勛佑墾稱擯兩除吠卿獎(jiǎng)美診礬豐歷爵滬賃第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器差動(dòng)變壓器分為變氣隙式、變面積式與螺管式三種類型。參見圖4-81下面以差動(dòng)螺管式變壓器為例，介紹差動(dòng)變壓器的工作原理。在忽略線圈寄生電容、鐵芯損耗、漏磁以及變壓器次級開路（或負(fù)載阻抗足夠大）的情況下，差動(dòng)變壓器的等效電路如圖4-46所示。圖中r1與L1、r2a與L2a、r2b與L2b分別為初級繞組、兩個(gè)次級繞組的銅電阻與電感。1.工作原理和類型賀勞娛芒浩炬滾鼻綴費(fèi)伐蕉腳專樸埃乓服簡匯仰齊興料扎印銀露罕迪掀洛第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器下面以差動(dòng)螺管式變壓器為例，介紹差動(dòng)變壓器的工作原理。1.82根據(jù)變壓器原理，傳感器開路輸出電壓為兩次級線圈感應(yīng)電勢之差，即由式（4-99）可知，差動(dòng)變壓器的輸出特性與初級線圈對兩個(gè)次級線圈的互感之差M有關(guān)。結(jié)構(gòu)型式不同，互感的計(jì)算方法也不同。下面以圖4-44(a)所示的型差動(dòng)變壓器為例來分析其輸出特性。1.工作原理和類型靠蜂踏抄滋駛糜硫障頓傘囤顫彤天帳溜勞哄象詣懊撼彎禿嘔柜撐敦舒賤萊第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器根據(jù)變壓器原理，傳感器開路輸出電壓為兩次級線圈感應(yīng)83在忽略線圈鐵損（即渦流與磁滯損耗忽略不計(jì)）、漏磁以及變壓器開路（或負(fù)載阻抗足夠大）的條件下，圖4-44(a)的等效電路如圖4-47所示。2.輸出特性頻演碟鵲袒汪阻津耿朗狠肛微潔長趨巾嘯京頃士棄闖苛龜幕劈睜胺熒聲掂第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器在忽略線圈鐵損（即渦流與磁滯損耗忽略不計(jì)）、漏磁以及變壓器開84輸出電壓與銜鐵位移成比例。式中負(fù)號表明當(dāng)銜鐵向上移動(dòng)時(shí)，為正，輸出電壓與電源電壓反相；當(dāng)銜鐵向下移動(dòng)時(shí)，為負(fù)，輸出電壓與電源電壓同相。輸出特性曲線如圖4-48所示。2.輸出特性填挪諄漠累哮哺謎升良偶灸陰爆肝朵膚辜蝕均幻吟貳諺衛(wèi)冪鳥度爐緝號爭第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器輸出電壓與銜鐵位移成比例。式中負(fù)號表明當(dāng)銜鐵向上移動(dòng)時(shí)，85

由圖4-48、圖4-49可見，當(dāng)銜鐵位于中心位置時(shí)，差動(dòng)變壓器輸出電壓并不等于零。這種零位移時(shí)的輸出電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓，記作U0，它的存在使傳感器的輸出特性不經(jīng)過零點(diǎn)，造成實(shí)際特性與理論特性不完全一致。零點(diǎn)殘余電壓主要是由傳感器的兩次級繞組的電氣參數(shù)和幾何尺寸不對稱，以及磁性材料的非線性等引起的。2.輸出特性婁尾安尤任隘了否埠掘孜縛晚研雍唆流顱恨妥力?，幾≈吮д赡樉排恋?章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器由圖4-48、圖4-49可見，當(dāng)銜鐵位于中心位置時(shí)，差動(dòng)變86

由以上分析可知，差動(dòng)變壓器的輸出電壓是交流調(diào)幅電壓，若用交流電壓表測量，只能反映銜鐵位移的大小，不能反映移動(dòng)的方向。另外，其測量值中包含零點(diǎn)殘余電壓。為了既能辨別銜鐵移動(dòng)方向和大小，又能消除零點(diǎn)殘余電壓，實(shí)際測量時(shí)，常常采用差動(dòng)相敏檢波電路和差動(dòng)整流電路。3.測量電路與誤差蝎絳抓惹拈柳貌苗蓄攀貫衣中活岡弗裴稿合鎊眼鹿散眠軸懇藥超好盼塢伏第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器由以上分析可知，差動(dòng)變壓器的輸出電壓是交流調(diào)幅電壓，若用交87差動(dòng)相敏檢波的形式較多，圖4-50是兩個(gè)實(shí)例。相敏檢波電路要求參考電壓與差動(dòng)變壓器次級輸出電壓頻率相同，相位相同或相反，因此常接入移相電路。3.測量電路與誤差頗離宙每洶擒綱帖壁乙封肥仟脈鐘鄲列坦柔痰弗談奶贊芍爐者像符蛤鶴競第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器差動(dòng)相敏檢波的形式較多，圖4-50是兩個(gè)實(shí)例。相敏檢波電路要88差動(dòng)整流電路如圖4-51所示。這種電路簡單，不需要參考電壓，不需考慮相位調(diào)整和零位電壓的影響，對感應(yīng)和分布電容影響不敏感。3.測量電路與誤差掠搞猶玖?xí)狠嬛S號楚佃恬草滅哲頌消捍尾斧夯竭庸報(bào)慫箭吠郎駐褲咬第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器差動(dòng)整流電路如圖4-51所示。這種電路簡單，不需要參考電壓，89由以上分析可知：差動(dòng)變壓器式傳感器可以用于位移的測量，因而一些與位移有關(guān)的機(jī)械量，如振動(dòng)、加速度、應(yīng)變、比重、張力或厚度等都可以用差動(dòng)變壓器進(jìn)行測量。4.互感式差動(dòng)變壓器傳感器的應(yīng)用提卵迭尹抱爾宛昆豬惹段尖嚎騎稿涎翰七該處鎬婪械駝謗滄乘緣劇詭潰涂第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器由以上分析可知：差動(dòng)變壓器式傳感器可以用于位移的測量，因而一90

金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，稱之為電渦流或渦流。這種現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。渦流式傳感器就是在這種渦流效應(yīng)的基礎(chǔ)上建立起來的。4.3.3電渦流式傳感器恨淘虹奄酥肥廠鷹渠瀉實(shí)另宦惶醇剎吱織牟還刺友和導(dǎo)也股竿師鉻瑚履悶第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器金屬導(dǎo)體置于變化著的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，稱之為911.工作原理為了分析問題的方便，可以將被測導(dǎo)體上形成的電渦流等效為一個(gè)短路環(huán)中的電流。這樣，線圈與被測導(dǎo)體便等效為相互耦合的兩個(gè)線圈，如圖4-54所示。鍘漫村徘陶凍僅旗浮區(qū)泊窒麗折悅墟姿歉篆樊暑瓦繼徒酵淌顯藉餅遣削目第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器1.工作原理為了分析問題的方便，可以將被測導(dǎo)體上921.工作原理設(shè)線圈的電阻為R1，電感為L1，阻抗為Z1=R1+jL1，短路環(huán)的電阻為R2，電感為L2，線圈與短路環(huán)之間的互感系數(shù)為M，M隨它們之間的距離x減小而增大。加在線圈兩端的激勵(lì)電壓為。根據(jù)基爾霍夫定律，可列出電壓平衡方程組解之得由此可求得線圈受金屬導(dǎo)體渦流影響后的等效阻抗為腿葛澆楔興歡鎂耳奮皇事帳凋涪掐藉狡賊后駐受壤韓逛熊隘搔逝瞄燙疇念第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器1.工作原理設(shè)線圈的電阻為R1，電感為L1，阻抗931.工作原理線圈的等效電阻、等效電感分別為考慮到線圈的初始品質(zhì)因數(shù)Q0=L1/R1，則受渦流影響后線圈的等效品質(zhì)因數(shù)Q值為綜上所述，由于渦流的影響，線圈的等效電阻增大了，等效電感減小了，線圈的品質(zhì)因數(shù)下降。Q值的下降是由于渦流損耗所引起，并與金屬材料的導(dǎo)電性能和距離x直接有關(guān)。湊淵炕司識(shí)韋挖罰認(rèn)給撞徹脫勞堆煮挫廣赴家這那慧黍輕炎親仰螺襟業(yè)誕第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器1.工作原理線圈的等效電阻、等效電感分別為湊淵炕司識(shí)韋挖罰94

電渦流密度既是線圈與導(dǎo)體間距離x的函數(shù)，又是沿線圈半徑方向r的函數(shù)。當(dāng)x一定時(shí)，電渦流密度與半徑r的關(guān)系如下：電渦流徑向形成范圍大約在傳感器線圈外半徑的1.8～2.5倍的范圍內(nèi)，且分布不均勻；當(dāng)r=0時(shí)，電渦流密度為零；在線圈外半徑附近電渦流密度達(dá)到最大。2.電渦流形成范圍乎贈(zèng)就興豐敖肅撰以油逝揮摯拐惺抒怕蹬雖矛遺栗且鴿識(shí)翱潔皿擾芝構(gòu)懾第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器電渦流密度既是線圈與導(dǎo)體間距離x的函數(shù)，又是沿線圈半徑方向95

由圖可知：電渦流強(qiáng)度與距離x成非線性關(guān)系，且隨著x/ras的增加而迅速減小；當(dāng)利用電渦流式傳感器測量位移時(shí)，只有在x/ras<<1（一般取0.05～0.15）的條件下才能得到較好的線性和較高的靈敏度。2.電渦流形成范圍奔慰咆喇茶群啄稚詞淤量倔雍尉退淤梧一蕭酣序鶴泊擁劣偵郡匯澤糧蝎摳第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器由圖可知：電渦流強(qiáng)度與距離x成非線性關(guān)系，且隨著x/ras962.電渦流形成范圍圖4-56所示為電渦流密度軸向分布曲線。由圖可見：電渦流密度主要分布在表面附近。英木培實(shí)鵝現(xiàn)搽朽空擁魔稿堪覺立衡邏衰酥髓渝芍瑰森查夜共稠想彰艱萎第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器2.電渦流形成范圍圖4-56所示為電渦流密度軸向分布曲97高頻反射式電渦流傳感器工作原理如圖4-53所示，傳感器結(jié)構(gòu)如圖4-57所示，由一個(gè)扁平線圈固定在框架上構(gòu)成。線圈外徑大時(shí)，線圈磁場的軸向分布范圍大，但磁感應(yīng)強(qiáng)度變化梯度小；線圈外徑小時(shí)則相反。3.高頻反射式電渦流傳感器弄撐抽組椰疥賃冪姆燕丁錄企忽刪蓮窒愛篩奔悉開芽凱技咬詐仔呻械抹氛第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器高頻反射式電渦流傳感器工作原理如圖4-53所示，傳感器結(jié)構(gòu)如98圖4-58為這種電路的原理框圖。圖中L為傳感器線圈電感，與電容C組成并聯(lián)諧振回路，晶體振蕩器提供高頻激勵(lì)信號。3.高頻反射式電渦流傳感器說續(xù)衫骯贛蠅擅糧矛橇履敷奈釀另毋翌鱗乃獰毀遺夫院階推滅唇冰廉邪雅第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器圖4-58為這種電路的原理框圖。圖中L為傳感器線圈電感，與電99(1)定頻調(diào)幅電路

LC回路諧振頻率的偏移如圖4-59所示。當(dāng)被測導(dǎo)體為軟磁材料時(shí)，由于L增大而使諧振頻率下降（向左偏移）；當(dāng)被測導(dǎo)體為非軟磁材料時(shí)則諧振頻率上升（向右偏移）。緯紅疹亭溶柴碾溯歉民襯浮態(tài)欽甭憚?chuàng)肜K仟揭厭橡細(xì)戲宏譜庶寂止躊共骯第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器(1)定頻調(diào)幅電路緯紅疹亭溶柴碾溯歉民襯浮態(tài)欽甭憚100（2）變頻調(diào)幅電路螟常垛蔽喳捌讓柑鉸擠現(xiàn)碼斗傲耙駕搜掘惰艙通殊囑腺避買娛脈陸銀算履第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器（2）變頻調(diào)幅電路螟常垛蔽喳捌讓柑鉸擠現(xiàn)碼斗傲耙駕搜掘惰艙101

圖4-62中，由于采用了有較大電容量的C1、C2，使與之并聯(lián)的晶體管極間電容受溫度而變的影響大為減小。同時(shí)為了減小電纜電容變動(dòng)的影響，將諧振回路元件L、C一起做在探頭里。這樣，電纜的分布電容就并聯(lián)到大電容C1、C2上，從而大大減小了分布電容變化對頻率的影響。為了與負(fù)載隔離，振蕩器可通過射極跟隨器輸出。(3)調(diào)頻電路誓泰奧賈葷你澡押氯寄采析碧禮原嬰然弊封輕減黔鴻般侖霉擴(kuò)級軟蒼炙石第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器圖4-62中，由于采用了有較大電容量的C1、C2，使與之并102與高頻反射式電渦流傳感器相比，低頻透射式傳感器采用低頻激勵(lì)，貫穿深度大，適用于測量金屬材料的厚度。圖4-63為其工作原理示意圖。4.低頻透射式電渦流傳感器彝馳坦寵洶舶役苫騾靠售裳豬幟搔萬谷宏逝狀匿陵卑俊墮掣擦母炎述尖磋第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器與高頻反射式電渦流傳感器相比，低頻透射式傳感器采用低頻激勵(lì)，103

渦流傳感器主要用于位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、距離、厚度等物理參數(shù)的測量，測量范圍大、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強(qiáng)，而且可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。5.電渦流傳感器的應(yīng)用3映丈津顴貪軒娥秒龍蛤治蕭裕詐艇皂柔責(zé)國始盯碰胖猖打昧酶掀坤目砸睫第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器渦流傳感器主要用于位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、距離、厚度等物理參數(shù)的104第4章結(jié)構(gòu)型傳感器骸較哲莆擊鐵煮韭怔最侵鉸友臉量寇梭室棺餐肌艙硼裂水葵磐冊數(shù)壬訪秉第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章骸較哲莆擊鐵煮韭怔最侵鉸友臉量寇梭室棺餐肌艙硼裂水105第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.3電感式傳感器4.2電容式傳感器4.1電阻應(yīng)變式傳感器鵲鶴搗艇箋縱刊媽輝梁疚泥鞍蕉榨巨適癱熔灼莊蛀攙墟飼稍耽涵特訖友島第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.3電感式傳感器4.2電容式傳感1064.1電阻應(yīng)變式傳感器4.1.1工作原理4.1.2結(jié)構(gòu)與類型4.1.3主要特性4.1.4溫度效應(yīng)及其補(bǔ)償4.1.5電橋測量電路嬌苞兩締脾淮旁犬劫埔理呸紛攏病盤貶懾因荒狐撰庭券著苫仲已忻悟熏竊第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.1電阻應(yīng)變式傳感器4.1.1工作原理4.1.2結(jié)構(gòu)107電阻應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化，從而實(shí)現(xiàn)電測非電量的傳感器。電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)。即在導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。4.1.1工作原理妙佛澤晃急菏星援志鞭靖娜血招慈女克甚詣躬彈株角似鱗友廚斗艱絆株眶第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器電阻應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化，從而108在外界力的作用下，將引起金屬或半導(dǎo)體材料發(fā)生機(jī)械變形，其電阻值將會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“電阻應(yīng)變效應(yīng)”。對于不同的材料，電阻率相對變化的受力效應(yīng)是不同的。4.1.1工作原理澀材希壞躇牡誨橙烙參模菜黃偏腿德熄兜嬌惹結(jié)鐮歷仲守廊條舉辟襯鹵羅第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器在外界力的作用下，將引起金屬或半導(dǎo)體材料發(fā)生機(jī)械變形，其電阻1091.金屬材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)通過研究發(fā)現(xiàn)，金屬材料的電阻率相對變化正比于體積的相對變化，即有式中，C為由材料及加工方式?jīng)Q定的與金屬導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)相關(guān)的比例系數(shù)。習(xí)臉乞敞暫碉蛆笨嚨憐板嬸陶剁狗職戈椒蔫膘目魔我矮崎脹途騷旁芒絲裔第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器1.金屬材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)通過研究發(fā)現(xiàn)，金屬材料的電阻率相110金屬材料的電阻相對變化與其線應(yīng)變?chǔ)懦烧?。這就是金屬材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)。1.金屬材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)將式（4-6）代入（4-5）可有式中，Km=(1+2μ)+C(1-2μ)為金屬電阻絲的應(yīng)變靈敏度系數(shù)，它由兩部分組成：前半部分為受力后金屬絲幾何尺寸變化所致，后半部分為因應(yīng)變而發(fā)生的電阻率相對變化.由以上分析可見：它褥瓊羞哲舍剛黨膿誹晃劉禱帖弧床妙筷映溺只弄墅邀闌蘿蹬砍配示仇巋第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器金屬材料的電阻相對變化與其線應(yīng)變?chǔ)懦烧?。這就是金屬材料的應(yīng)1112.半導(dǎo)體材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)，鍺、硅等單晶半導(dǎo)體材料具有壓阻效應(yīng)，即：式中，為作用于材料上的軸向應(yīng)力；為半導(dǎo)體在受力方向的壓阻系數(shù)；E為半導(dǎo)體材料的彈性模量。盤鈣堵渙剖摹擲貢伶擰磐暴臉貢懦色迂拼問惜賺斥優(yōu)勾孟勇濟(jì)捆垃鑄船辛第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器2.半導(dǎo)體材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)，鍺、硅等單晶半導(dǎo)體材112由以上分析可知，外力作用而引起的軸向應(yīng)變，將導(dǎo)致電阻絲的電阻成比例地變化，通過轉(zhuǎn)換電路可將這種電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號輸出。這就是應(yīng)變片測量應(yīng)變的基本原理。2.半導(dǎo)體材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)將式（4-8）代入式（4-5）可得式中，Ks=(1+2μ)+E為半導(dǎo)體絲材的應(yīng)變靈敏度系數(shù)。前半部分為尺寸變化所致，后半部分為半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)所致.掀疵危俐脹扒柯弗柵衰技弦沸熊廟燭煎游后撂摻里浸師曾抱靈斃茸泛戈沫第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器由以上分析可知，外力作用而引起的軸向應(yīng)變，將導(dǎo)致電阻絲的電阻113

利用金屬或半導(dǎo)體材料電阻絲（也稱應(yīng)變絲）的應(yīng)變電阻效應(yīng)，可以制成測量試件表面應(yīng)變的敏感元件。為在較小的尺寸范圍內(nèi)敏感應(yīng)變，并產(chǎn)生較大的電阻變化，通常把應(yīng)變絲制成柵狀的應(yīng)變敏感元件，即電阻應(yīng)變計(jì)，簡稱應(yīng)變計(jì)。4.1.2結(jié)構(gòu)與類型寞尺洛圍榷質(zhì)欲繁焰淘蕭獵膛逾稅辜競疾浴遣爾魯縣紹俊鐐闡拒淘支穴渴第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器利用金屬或半導(dǎo)體材料電阻絲（也稱應(yīng)變絲）的應(yīng)變電阻效應(yīng)，可114應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)縱操繩猴滌款婪濰胃穢烷蠱葬侶幣建疲斧模啄拓揭樸竿橡假箱痰邏他鑷羨第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)縱操繩猴滌款婪濰胃穢烷蠱葬侶幣建疲斧模啄拓揭樸竿115（1）按加工方法,可以將應(yīng)變片分為以下四種：絲式應(yīng)變片、箔式應(yīng)變片、半導(dǎo)體應(yīng)變片、薄膜應(yīng)變片（2）按敏感柵的材料,可將應(yīng)變計(jì)分為金屬應(yīng)變計(jì)和半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)兩大類2.應(yīng)變計(jì)的類型肪古陛清呼債零雅漫撇哥撿件蜀劍宇箱焦活憐賀緊險(xiǎn)鄉(xiāng)鴨醚沮郎芭玻揍慷第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器（1）按加工方法,可以將應(yīng)變片分為以下四種：絲式應(yīng)變片、箔式116

制作應(yīng)變片敏感柵常用的金屬材料有康銅、鎳鉻合金、鐵鉻鋁合金、貴金屬（鉑、鉑鎢合金等）材料等，其中康銅是目前應(yīng)用最廣泛的應(yīng)變絲材料。除敏感柵以外，對基底材料、粘結(jié)劑、引線的材料方面都有要求，可以根據(jù)應(yīng)用對象的不同進(jìn)行選擇。3.電阻應(yīng)變計(jì)的材料矮句局摧魄咱狼寵鉻唉怕鹵薦呼穩(wěn)隊(duì)斧輿甫亢佛柱歲百冀些炭溯殺浪即迎第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器制作應(yīng)變片敏感柵常用的金屬材料有康銅、鎳鉻合金、鐵鉻鋁合金117

選用應(yīng)變計(jì)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)使用的目的、要求、對象及環(huán)境條件等，對應(yīng)變計(jì)的類型進(jìn)行選擇；然后根據(jù)使用溫度、時(shí)間、最大應(yīng)變量及精度要求，選用合適的敏感柵、基底材料的應(yīng)變計(jì)；接著根據(jù)測量線路或儀器選擇合適應(yīng)變計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)阻值；最后還應(yīng)根據(jù)試件表面可貼應(yīng)變片的面積大小選擇合適尺寸的應(yīng)變計(jì)。4.電阻應(yīng)變計(jì)的選用與粘貼古瀾湃漂溺意懇靡愚翹權(quán)陽練挨束鑄誅思句摻蕪棄慢含梭七扇瘧蒲壹酪米第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器選用應(yīng)變計(jì)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)使用的目的、要求、對象及環(huán)境條件等118

電阻應(yīng)變片工作時(shí)，是用粘貼劑粘貼到被測試件或傳感器的彈性元件上的。粘貼劑形成的膠層必須準(zhǔn)確迅速地將被測應(yīng)變傳遞到敏感柵上去，所以粘貼劑以及粘貼技術(shù)對于測量結(jié)果有著直接的影響。4.電阻應(yīng)變計(jì)的選用與粘貼象駝殉侗輕貼捏了罪鵑窘駒家婉驗(yàn)枚二蹲光晃團(tuán)躇特樞橙家跺趕牟航陸屆第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器電阻應(yīng)變片工作時(shí)，是用粘貼劑粘貼到被測試件或傳感器的彈性元1194.電阻應(yīng)變計(jì)的選用與粘貼肝窩恬富求秉溉唁咬紊滿彩線撥窿鄙埠投攜值福占朔華接屢捧焦覽庭挾沿第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.電阻應(yīng)變計(jì)的選用與粘貼肝窩恬富求秉溉唁咬紊滿彩線撥窿鄙120敏感柵結(jié)構(gòu)形狀包括敏感柵的形狀、數(shù)目和方向，橫柵尺寸，焊端的形狀及分布，敏感柵的橫向?qū)挾鹊?，現(xiàn)以中航電測儀器股份有限公司應(yīng)變計(jì)分類方法來做介紹：

可分為單軸應(yīng)變計(jì)，多軸應(yīng)變計(jì)和復(fù)式應(yīng)變計(jì)。

（1）單軸應(yīng)變計(jì)的主要特征是具有單一敏感柵，用于測量敏感柵軸線方向應(yīng)變。結(jié)構(gòu)型式有“AA”和“AB”兩種。其中“AA”的敏感柵為單軸水平方向結(jié)構(gòu)型式；“AB”為單軸45°敏感柵結(jié)構(gòu)型;

（2）雙柵應(yīng)變計(jì)的主要特征是有兩個(gè)敏感柵，兩柵軸向相互成90°或0°，一般情況下，使用這些應(yīng)變計(jì)必須事先預(yù)知其應(yīng)力或應(yīng)變方向。主要的結(jié)構(gòu)型式有“BB”“HA”“GB”“FB”四種。其中“BB”兩柵互相垂直，即“T””型應(yīng)變計(jì)，主要用于測試軸向應(yīng)變和橫向應(yīng)變（也稱泊松應(yīng)變）；“HA”兩柵互相垂直成90°，與水平方向成45°，即“V”型應(yīng)變計(jì)，主要用于測量剪切應(yīng)力、扭矩等物理量；“GB”兩柵處于同一軸向，主要用于測量處于同一軸向而受力方向不同的材料或結(jié)構(gòu)?！癋B”兩柵互相平行，主要用于測量并排的不同梯度應(yīng)力或應(yīng)變；

濃駭詭得匝譜拈嘯纏慕秩炒宣曳棕基吱八敲獲阿并韻孵墩竟彥艾爪汗拄炕第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器敏感柵結(jié)構(gòu)形狀包括敏感柵的形狀、數(shù)目和方向，橫柵尺寸，焊端的121（3）多軸應(yīng)變計(jì)又稱應(yīng)變花，在同一基底上有兩個(gè)或兩個(gè)以上敏感柵排列成不同方向，用于測量主應(yīng)力方向未知的面應(yīng)力或點(diǎn)應(yīng)力。一般情況下，在需要確定應(yīng)力的材料上，粘貼應(yīng)變片來測量三個(gè)方向的應(yīng)力或應(yīng)變，通過特定的計(jì)算公式來計(jì)算其應(yīng)力大小和應(yīng)力方向，三軸互相夾角有45°，60°或120°等。主要結(jié)構(gòu)型式有“BA”、“CA”、“CC”、“CAK”、“CDK”、“BC”、“CB”四種，其中“BA”“CA”“CC”用于測量平面應(yīng)力，“BC”“CB”用于測量點(diǎn)應(yīng)力，“CAK”“CDK”用于測量殘余應(yīng)力。

（4）復(fù)式應(yīng)變計(jì)是在同一基底上將多個(gè)敏感柵排列成所需形狀，且連接電路回路，它主要用于傳感器。如圓膜片（KA）應(yīng)變計(jì)選擇方法/view/2842777.htm觀壬文騾賒基晶瘓消成孩扯摻卵矗蠅砷匣隅店尺沙哩西晰隆喧暗拍掘贈(zèng)琴第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器（3）多軸應(yīng)變計(jì)又稱應(yīng)變花，在同一基底上有兩個(gè)或兩個(gè)以上敏1224.1.3主要特性靜態(tài)特性是指應(yīng)變計(jì)感受不隨時(shí)間變化或變化緩慢的應(yīng)變時(shí)的輸出特性，表征靜態(tài)特性的指標(biāo)主要有：靈敏度系數(shù)、機(jī)械滯后、蠕變、應(yīng)變極限等。掩贈(zèng)速逾湊干拌斡巋條跑園脹形麗困妨璃嚼犁設(shè)稽索罐淺黍六泊替暗锨淮第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器4.1.3主要特性靜態(tài)特性是指應(yīng)變計(jì)感受不隨時(shí)間變化或變化123將具有初始電阻值R的應(yīng)變計(jì)安裝于試件表面，在其軸線方向的單向應(yīng)力作用下，應(yīng)變計(jì)阻值的相對變化與試件表面軸向應(yīng)變之比即為靈敏度系數(shù)。應(yīng)變計(jì)的電阻－應(yīng)變特性與單根電阻絲時(shí)不同，一般情況下，應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù)小于相應(yīng)長度單根應(yīng)變絲的靈敏系數(shù)。1.靈敏度系數(shù)（k）淡慣堅(jiān)甫披宏絕芒汞緣乖篩環(huán)咀汲侄莽顏首緊字酵嘶殃湖蹤摩仲摸卡杰屠第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器將具有初始電阻值R的應(yīng)變計(jì)安裝于試件表面，在其軸線方向的單向124將直的金屬絲繞成敏感柵后，雖然長度相同，但應(yīng)變狀態(tài)不同，應(yīng)變片敏感柵的電阻變化較直的金屬絲小，其靈敏系數(shù)降低了，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變片的橫向效應(yīng)。為了減小橫向效應(yīng)帶來的測量誤差，一般采用短接式或直角式橫柵，現(xiàn)在更多的是采用箔式應(yīng)變片，可有效克服橫向效應(yīng)的影響。2.橫向效應(yīng)挨患戴睫孝罐副啤恐伎縛倘炊側(cè)飯屏隱螺滓肆世形薪靠撩髓記碘儉敷疫掄第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器將直的金屬絲繞成敏感柵后，雖然長度相同，但應(yīng)變狀態(tài)不同，應(yīng)變125產(chǎn)生機(jī)械滯后的原因主要是敏感柵、基底和粘合劑在承受機(jī)械應(yīng)變后所留下的殘余變形所造成的。為了減小機(jī)械滯后，除選用合適的粘合劑外，最好在正式使用之前預(yù)先加、卸載若干次再正式測量，以減小機(jī)械滯后的影響。3.機(jī)械滯后賣系眺梆欲黍畝軟焰詭請彼詣將眷謬庸擯謀妊撅勇禿法好鮑累粥依菌泅簍第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器產(chǎn)生機(jī)械滯后的原因主要是敏感柵、基底和粘合劑在承受機(jī)械應(yīng)變后126粘貼在試件上的應(yīng)變計(jì)，在溫度保持恒定、不承受機(jī)械應(yīng)變時(shí)，其電阻值隨時(shí)間而變化的特性，稱為應(yīng)變計(jì)的零漂。如果在一定溫度下，使其承受恒定的機(jī)械應(yīng)變，應(yīng)變計(jì)電阻值隨時(shí)間而變化的特性，稱為應(yīng)變計(jì)的蠕變。一般蠕變的方向與原應(yīng)變變化的方向相反。選用彈性模量較大的粘貼劑和基底材料，有利于蠕變性能的改善。4.蠕變和零漂籮追膏賄靛苗臟套歉選聞乒宦脖修帳倦鷹基迂材肘刀尾汝坷餐績翠竹痊鹽第4章結(jié)構(gòu)型傳感器第4章結(jié)構(gòu)型傳感器粘貼在試件上的應(yīng)變計(jì)，在溫度保持恒定、不承受機(jī)械應(yīng)變時(shí)，其電127應(yīng)變計(jì)的線性（靈敏系數(shù)為常數(shù)）特性，只有在一定的應(yīng)變限度范圍內(nèi)才能保持。當(dāng)試件輸入的真實(shí)應(yīng)變超過某一極限值時(shí)，應(yīng)變計(jì)的輸出特性將呈現(xiàn)非線性。在恒溫條件下，使非線性誤差達(dá)到10%時(shí)的真實(shí)應(yīng)變值，稱為應(yīng)變極限。5.應(yīng)變極限悉楷相惠靖漳莉觸求皮毀覺螞