2.1數(shù)字式電子秤的原理與設(shè)計

任務(wù)二電阻式傳感器的原理及應(yīng)用項目一數(shù)字式電子秤的原理與設(shè)計【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 （1）掌握應(yīng)變效應(yīng)的原理。 （2）了解應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)與材料。 （3）理解應(yīng)變片的測量轉(zhuǎn)換電路?！局R準備】一、工作原理1.應(yīng)變效應(yīng)電阻絲導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會產(chǎn)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(yīng)變效應(yīng)圖2-1電阻絲應(yīng)變效應(yīng)2.應(yīng)變片的類型應(yīng)變片可分為金屬應(yīng)變片及半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類前者可分成金屬絲、箔式、薄膜式三種

圖2-2電阻應(yīng)變片（a）金屬絲式（b）金屬箔式

圖2-3箔式應(yīng)變片優(yōu)點：應(yīng)變靈敏系數(shù)大，允許電流密度大，工作范圍廣，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)問題：難控制電阻與溫度和時間的變化關(guān)系二、應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)與材料

應(yīng)變片是由敏感柵、基底、蓋片和粘結(jié)劑等組成1基底；2-敏感柵；3-蓋片；4-引線圖2-4金屬電阻絲應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)三、電阻應(yīng)變片測量電路圖2-5

電阻電橋電路

電橋平衡時

直流電橋的平衡條件為

雙臂半橋形式電橋電路

R1、R2為應(yīng)變片R3、R4為普通電阻。R1、R2兩個應(yīng)變片，一個感受拉應(yīng)變、一個感受壓應(yīng)變，接在電橋的相鄰兩個臂，輸出電壓表示為：

單臂半橋形式電橋電路

R1為應(yīng)變片R2、R3、R4為普通電阻，輸出電壓表示為：全橋式電橋電路

R1、R2、R3、R4均為應(yīng)變片。按對臂同性的原則（同為拉應(yīng)變或同為壓應(yīng)變）連接。四、測量電路的溫度誤差及補償 1．溫度誤差產(chǎn)生的原因

一是溫度變化引起應(yīng)變片敏感柵的電阻變化及附加形變；

二是試件材料的線膨脹系數(shù)的不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變2．溫度補償方法（1）自補償

利用自身具有補償作用的應(yīng)變片（稱之為溫度自補償應(yīng)變片）來補償?shù)摹?（2）橋路補償優(yōu)點：簡單、方便，在常溫下補償效果好。

缺點：在溫度變化梯度較大的條件下，很難做到片工作與補償片處于溫度完全一致的情況，因而影響補償效果。

（3）調(diào)零電路

調(diào)節(jié)RP可使R1與(RP/2+R5)、R2與(RP/2+R5)的并聯(lián)結(jié)果之比R1’/R2’等于R4/R3，電橋趨于平衡，U0被預(yù)調(diào)到零位。圖中的R5是用于