電阻應(yīng)變片例題與練習(xí)題

1、.電阻應(yīng)變片傳感器例題與習(xí)題例題：;.例 2-3 采用阻值為120靈敏度系數(shù) K=2.0 的金屬電阻應(yīng)變片和阻值為120的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V ，并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大。當(dāng)應(yīng)變片上的應(yīng)變分別為1 和 1 000時(shí)，試求單臂、雙臂和全橋工作時(shí)的輸出電壓，并比較三種情況下的靈敏度。解：?jiǎn)伪蹠r(shí) U 0K U ，所以應(yīng)變?yōu)?1 時(shí) U 0K U4 210 6210 6 /V ，應(yīng)變?yōu)?441000 時(shí)應(yīng)為 U 0K U42 10 32 103/V ；雙臂時(shí)K U，所以應(yīng)變?yōu)?44U 02K U4210 66/V1000時(shí)U 024 10，應(yīng)變?yōu)闀r(shí) 應(yīng)為2U 0K U 4 2 10 34 10

2、 3 /V ； 全 橋 時(shí) U 0K U ， 所 以 應(yīng) 變 為 1時(shí)22U 08 10 6/V ，應(yīng)變?yōu)?000 時(shí)應(yīng)為 U 0810 3/V 。從上面的計(jì)算可知：?jiǎn)伪蹠r(shí)靈敏度;.最低，雙臂時(shí)為其兩倍，全橋時(shí)最高，為單臂的四倍。例 2-4采用阻值R=120靈敏度系數(shù)K=2.0 的金屬電阻應(yīng)變片與阻值R=120的固定電阻組成電橋，供橋電壓為10V 。當(dāng)應(yīng)變片應(yīng)變?yōu)?000 時(shí)，若要使輸出電壓大于10mV ，則可采用何種工作方式（設(shè)輸出阻抗為無(wú)窮大）？解：由于不知是何種工作方式，可設(shè)為n，故可得：得 n 要小于 2，故應(yīng)采用全橋工作方式。例2-5解：（ 1）沿縱向粘貼時(shí)：由E10t0.49 ，E

3、 21011N / m 2RRKRK2 0.490.98106R（2）沿圓周向粘貼時(shí)：R0.30.4910 60.14710 6R例 2-6解：按題意要求圓周方向貼四片相同應(yīng)變片，如果組成等臂全橋電路，當(dāng)四片全感受應(yīng)變時(shí)，橋路輸出信號(hào)為零。故在此種情況下，要求有補(bǔ)償環(huán)境溫度變化的功能，同時(shí)橋路輸出電壓還要足夠大， 應(yīng)采取兩片R1、 R3 貼在有應(yīng)變的圓筒壁上做敏感元件，而另兩片 R2、 R4;.貼在不感受應(yīng)變的圓筒外壁上作為溫補(bǔ)元件，如圖（a）所示。然后再將四個(gè)應(yīng)變電阻接入圖（ b）橋臂位置上。此時(shí)被測(cè)壓力變化時(shí)，R1、 R3 隨筒壁感受正應(yīng)變量1 0、 3 0 。并且 13 ； R2、 R4

4、 所處位置筒壁不產(chǎn)生應(yīng)變，故240 。橋路輸出電壓 Uo只與敏感元件R1、 R3 有關(guān)，故把R1、 R3 放在對(duì)橋臂上，可獲得較高的電壓靈敏度。則輸出信號(hào)電壓 U 0 為1R1R3(13 )K(2)K ( 2)U 0(R3) U K4U2(Dd ) EpUpU4R124 (D d ) E另一方面 R2、 R4 放于橋臂上與R1、 R3 組成的全橋測(cè)量電路， 當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)產(chǎn)生的電阻變化量均相同，故對(duì)環(huán)境溫度變化有補(bǔ)償作用，使1R1tR2tR3tR4 tU 0 tR1R2R3U 04R4例 2-7解：應(yīng)變片組成半橋電路：;.Uo E(R 1R 1 )R2ER21.2R1 ) R 4R 3 (R

5、 2R20.01V(R 1R 2 )2120 KE12 R3 、 R4 可以進(jìn)行溫度補(bǔ)償。練習(xí)題：;.;.;.;.三、簡(jiǎn)答與計(jì)算題2-2 如圖所示為一直流電橋，供電電源電動(dòng)勢(shì)E =3V ，R3=R4=100， R1 和 R2 為同型號(hào)的電阻應(yīng)變片，其電阻均為50，靈敏度系數(shù)K =2.0。兩只應(yīng)變片分別粘貼于等強(qiáng)度梁同一截面的正反兩面。設(shè)等強(qiáng)度梁在受力后產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)? 000，試求此時(shí)電橋輸出端電壓U0。R4R3R1R1R2R2圖 2-22-5 比較各種電橋電路的靈敏度。答案：一、1、 B 2 、 C 3 、 D 4 、 C 5 、 A 6 、A 7 、 B 8 、 C 9 、 B 10 、 C

6、 11 、 B 12 、 D13、 B 14 、 A 15 、D 16 、C 17 、 A 18 、 D 19 、 C 20 、 A 21 、 C 22 、A 23 、B二、;.1、電阻值變化量2 、電阻溫度系數(shù)；試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)3、相鄰兩臂電阻的比值相等4 、正比5 、工作應(yīng)變片；補(bǔ)償塊；不承受應(yīng)變6、壓阻；大7 、非線性誤差；提高靈敏度8 、電阻應(yīng)變片；電阻應(yīng)變效應(yīng)9、電阻變化量；電量10 、非線性誤差；溫度補(bǔ)償11 、彈性元件12 、電阻絲13、力14 、應(yīng)變；壓阻15 、線路補(bǔ)償法；應(yīng)變片自補(bǔ)償法16 、光刻腐蝕17 、0.1 m18、信號(hào)調(diào)節(jié)電路19 、有機(jī)壓電材料20 、橫向21、應(yīng)變；電阻；電阻應(yīng)變敏感元件；感知應(yīng)變；電阻應(yīng)變敏感元件；將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化 22、環(huán)境溫度；電