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应变传感器稳定性研究

2012-11-09 16:38
科技潮人
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  1、引言

  传感器长期稳定性是指传感器在使用过程中其各种技术指标随时间而变化的程度。传感器基本技术指标共有十多项,把这些具体指标的长期稳定性问题放在一起讨论是很困难。这是因为传感器多项技术指标之间不相互联系,其间不存在简单的数学关系,其关联的技术和理论知识面广而且很复杂。

  本文论述了应变传感器零点输出长期稳定性问题。从理论上论述了传感器零点输出值随时间变化的机理。影响传感器零点输出长期稳定性因素是在传感器制造工艺、选材和工人操作因素引起的传感器工作电路电阻率变化,基底胶和弹性体材料的应力状态,几何尺寸的变化而导致传感器零点输出值的变化。

  如何提高电阻应变式传感器以下简称传感器的长期稳定性,这是国内传感器行业非常关心的问题。

  2、应变传感器工作原理

  应变效应——材料在受外力作用时,将产生机械变形,机械变形会产生阻值变化,这种因形变而使其阻值发生变化的现象称为“应变效应”

  基本原理——σ=E*ε,ΔR/R=K*

  ε,其中σ为试件的应力,ε为试件的应变,E试件材料的弹性模量,ΔR/R电阻变化率,K为灵敏度系数,一般在1.7—3.6之间

  测量原理——用应变片测量时,将其粘贴在弹性体上。当弹性体受力变形时,应变片的敏感栅也随同变形,其电阻值发生相应变化,通过转换电路转换为电压或电流的变化

  检测电路——把应变计的ΔR/R变化转换成电压或电流变化,通常采用惠斯登电桥电路实现这种转换,如图1。

  图1惠斯登电桥

  平衡条件:R1/R2=Rx/R3=n(1)

  输出电压:

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