电阻应变片工作原理

电阻应变片工作原理

电阻应变片工作原理

电子元件知识11月9日讯,电阻应变计习惯称为电阻应变片,简称应变计或应变片。出现于第二次世界大战结束的前后,已经有六十多年的历史。电阻应变计的应用范围十分广泛,适用的结构包括航空、航天器、原子能反应堆、桥梁、道路、大坝以及各种机械设备、建筑物等;适用的材料包括钢铁、铝、木材、塑料、玻璃、土石、复合材料等各种金属及非金属材料。并且,它不仅适用于室内实验、模型实验,还可以在现场对实际结构或部件进行测量,这些特点是任何一种传感元件或传感器所不能比拟的。另外,它在对结构和设备的安全监测方面也有广泛的应用前景。

电阻应变计是一种用途广泛的高精度力学量传感元件,其基本任务就是把构件表面的变形量转变为电信号,输入相关的仪器仪表进行分析。在自然界中,除超导外的所有物体都有电阻,不同的物体导电能力不同。物体电阻的大小与物体的材料性能和几何形状有关,电阻应变计正是利用了导体电阻的这一特点。

电阻应变计的最主要组成部分是敏感栅。敏感栅可以看成为一根电阻丝,其材料性能和几何形状的改变会引起栅丝的阻值变化。

设一根金属电阻丝,其材料的电阻率为,原始长度为L。不失一般性,假设其横截面是直径为D的圆形,面积为A,初始时该电阻丝的电阻值为R:

在外力作用下,电阻丝会产生变形。假设电阻丝沿轴向伸长,其横向尺寸会相应缩小,横截面的半径减少导致横截面面积发生变化。导线的横截面原面积为其相对变化为其中为金属丝材料的泊松比。dL/L为金属导线长度的相对变化,用应变表示,即:

在式中,前一项是由金属丝变形后电阻率发生变化所引起的;后一项是由金属丝变形后几何尺寸发生变化所引起的。在常温下,许多金属材料在一定的应变范围内,电阻丝的相对电阻变化与丝的轴向长度的相对变化成正比。即:

式中,Ks为单根金属丝的灵敏系数。表示金属丝的电阻变化率与它的轴向应变成线性关

液晶知识扫盲系列4:彩色滤光片(color filter)

液晶知识扫盲系列4:彩色滤光片(color filter) 一,什么是color filter? 彩色滤光片(Color filter)是一种表现颜色的光学滤光片,它可以精确选择欲通过的小范围波段光波,而反射掉其他不希望通过的波段。彩色滤光片通常安装在光源的前方,使人眼可以接收到饱和的某个颜色光线。有红外滤光片,绿色,蓝色等。与UV滤光片,VD滤光片相比,凡是带色的滤光片之总称。如反差滤光片、分色用滤光片、LB滤光片等。 LCD上的color filter一般采用R(red 红),G(green 绿),B(blue蓝) 彩色滤光片来控制色彩的显示。要了解他控制颜色的原理,先要了解TFT-color filter的结构及组成,才能明白它是如何可以在LCD上显示出我们需要的图像的。 二,color filter的结构 彩色滤光片基本结构是由玻璃基板(Glass Substrate),黑色矩阵(Black Matrix),彩色层(Color Layer),保护层(Over Coat),ITO导电膜组成。一般穿透式TFT用彩色光片结构如下图。 首先,如果我们使用高倍的放大镜观察color filter, 可以看到如下所示,是由每一个很少的RGB小点构成,我们把每一个绿色的,红色或蓝色的小点称之为sub-pixel. 每一个RGB的组合称之为pixel. 而旁边黑色的部分,我们就称之为black matrix(黑色矩阵)。为什么我们要使用RGB颜色?这是利用三基色混色原理,自然界中的任何颜色可由RGB三种色彩通过不同的比例混合而成。 Color filter 平面图 理解了它们能够显示任何我们想要的颜色之外,我们再看看他是如何显示的。如下图,是液晶面板的结构图。大致可以分为两部:(1)提供光源的Back light unit(背光源,详细介绍请参考上期介绍)。(2)液晶面板(液晶面板可以简单的看是color filter 和TFT中间夹着液晶而成)。 详细的结构剖面图如下

应变片及其原理

应力与应变的概念 应力 所谓“应力”,是在施加的外力的影响下物体内部产生的力。如图1所示: 在圆柱体的项部向其垂直施加外力P的时候,物体为了保持原形在内部 产生抵抗外力的力——内力。该内力被物体(这里是单位圆柱体)的截面积 所除后得到的值即是“应力”,或者简单地可概括为单位截面积上的内力,单 位为Pa(帕斯卡)或N/m2。例如,圆柱体截面积为A(m2),所受外力为P(N 牛顿),由外力=内力可得,应力: (Pa或者N/m2) 这里的截面积A与外力的方向垂直,所以得到的应力叫做垂直应力。 图1 应变 当单位圆柱体被拉伸的时候会产生伸长变形ΔL,那么圆柱体的 长度则变为L+ΔL。这里,由伸长量ΔL和原长L的比值所表示的伸 长率(或压缩率)就叫做“应变”,记为ε。 与外力同方向的伸长(或压缩)方向上的应变称为“轴向应变”。应变表示的是伸长率(或压缩率),属于无量纲数,没有单位。由于量值很小(1×10-6百万分之一),通常单位用“微应变”表示,或简单地用μE表示。 而单位圆柱体在被拉伸的状态下,变长的同时也会变细。直径为d0的棒产生Δd的变形时,直径方向的应变如下式所示: 这种与外力成直角方向上的应变称为“横向应变”。轴向应变与横向应变的比称为泊松比,记为υ。每种材料都有其固定的泊松比,且大部分材料的泊松比都在0.3左右。 应力与应变的关系 各种材料的应变与应力的关系已经通过实验进行了测 定。图2所示为一种普通钢材(软铁)的应力与应变关系图。 根据胡克定律,在一定的比例极限范围内应力与应变成线性 比例关系。对应的最大应力称为比例极限。

或者 图2 应力与应变的比例常数E 被称为弹性系数或扬氏模 量,不同的材料有其固定的扬氏模量。 综上所述,虽然无法对应力进行直接的测量,但是通过测量由外力影响产生的应变可以计算出应力的大小。 应变片的构造及原理 应变片的构造 应变片有很多种类。一般的应变片是在称为基底的塑料薄膜(15-16μm)上贴上由薄金属箔材制成的敏感栅(3-6μm),然后再覆盖上一层薄膜做成迭层构造。 应变片的原理 将应变片贴在被测定物上,使其随着被测定物的应变一起伸缩,这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金,其电阻变化率为常数,与应变成正比例关系。即: 其中,R:应变片原电阻值Ω(欧姆) ΔR:伸长或压缩所引起的电阻变化Ω(欧姆) K:比例常数(应变片常数) ε:应变 不同的金属材料有不同的比例常数K。铜铬合金的K值约为2。这样,应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。但是由于应变是相当微小的变化,所以产生的电阻变化也是极其微小的。 要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的,一般的电阻计无法达到要求。为了对这种微小电阻变化进行测量,我们使用带有惠斯通电桥的专用应变测量仪。

压力传感器工作原理

电阻应变式压力传感器工作原理细解 2011-10-14 15:37元器件交易网 字号: 中心议题: 电阻应变式压力传感器工作原理 微压力传感器接口电路设计 微压力传感器接口系统的软件设计 微压力传感器接口电路测试与结果分析 解决方案: 电桥放大电路设计 AD7715接口电路设计 单片机接口电路设计 本文采用惠斯通电桥滤出微压力传感器输出的模拟变量,然后用INA118放大器将此信号放大,用7715A/D 进行模数转换,将转换完成的数字量经单片机处理,最后由LCD 将其显示,采用LM334 做的精密5 V 恒流源为电桥电路供电,完成了微压力传感器接口电路设计,既能保证检测的实时性,也能提高测量精度。 微压力传感器信号是控制器的前端,它在测试或控制系统中处于首位,对微压力传感器获取的信号能否进行准确地提取、处理是衡量一个系统可靠性的关键因素。后续接口电路主要指信号调节和转换电路,即能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。由于用集成电路工艺制造出的压力传感器往往存在:零点输出和零点温漂,灵敏度温漂,输出信号非线性,输出信号幅值低或不标准化等问题。本文的研究工作,主要集中在以下几个方面:

(1)介绍微压力传感器接口电路总体方案设计、系统的组成和工作原理。 (2)系统的硬件设计,介绍主要硬件的选型及接口电路,包括A/D 转换电路、单片机接口电路、1602显示电路。 (3)对系统采用的软件设计进行研究,并简要阐述主要流程图,包括主程序、A/D 转换程序、1602显示程序。 1 电阻应变式压力传感器工作原理 电阻应变式压力传感器是由电阻应变片组成的测量电路和弹性敏感元件组合起来的传感器。当弹性敏感元件受到压力作用时,将产生应变,粘贴在表面的电阻应变片也会产生应变,表现为电阻值的变化。这样弹性体的变形转化为电阻应变片阻值的变化。把4 个电阻应变片按照桥路方式连接,两输入端施加一定的电压值,两输出端输出的共模电压随着桥路上电阻阻值的变化增加或者减小。一般这种变化的对应关系具有近似线性的关系。找到压力变化和输出共模电压变化的对应关系,就可以通过测量共模电压得到压力值。 当有压力时各桥臂的电阻状态都将改变,电桥的电压输出会有变化。 式中:Uo 为输出电压,Ui 为输入电压。 当输入电压一定且ΔRi <

电阻应变测量原理及方法

目录 电阻应变测量原理及方法 (2) 1. 概述 (2) 2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 (2) 2.1电阻应变片的工作原理 (2) 2.2电阻应变片的构造 (4) 2.3电阻应变片的分类 (4) 3. 电阻应变片的工作特性及标定 (6) 3.1电阻应变片的工作特性 (6) 3.2电阻应变片工作特性的标定 (10) 4. 电阻应变片的选择、安装和防护 (12) 4.1电阻应变片的选择 (12) 4.2电阻应变片的安装 (13) 4.3电阻应变片的防护 (14) 5. 电阻应变片的测量电路 (14) 5.1直流电桥 (15) 5.2电桥的平衡 (17) 5.3测量电桥的基本特性 (18) 5.4测量电桥的连接与测量灵敏度 (19) 6. 电阻应变仪 (24) 6.1静态电阻应变仪 (24) 6.2测量通道的切换 (26) 6.3公共补偿接线方法 (27) 7. 应变-应力换算关系 (28) 7.1单向应力状态 (28) 7.2已知主应力方向的二向应力状态 (29) 7.3未知主应力方向的二向应力状态 (29) 8. 测量电桥的应用 (31) 8.1拉压应变的测定 (31) 8.2弯曲应变的测定 (34) 8.3弯曲切应力的测定 (35) 8.4扭转切应力的测定 (36) 8.5内力分量的测定 (36)

电阻应变测量原理及方法 1. 概述 电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变,再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态,从而对构件进行应力分析。 电阻应变片(简称应变片)测量应变的大致过程如下:将应变片粘贴或安装在被测构件表面,然后接入测量电路(电桥或电位计式线路),随着构件受力变形,应变片的敏感栅也随之变形,致使其电阻值发生变化,此电阻值的变化与构件表面应变成比例,测量电路输出应变片电阻变化产生的信号,经放大电路放大后,由指示仪表或记录仪器指示或记录。这是一种将机械应变量转换成电量的方法,其转换过程如图1所示。测量电路的输出信号经放大、模数转换后可直接传输给计算机进行数据处理。 电阻应变测量方法又称应变电测法,之所以得到广泛应用,是因为它具有下列优点 1.测量灵敏度和精度高。其分辨率达1微应变(με),1微应变=10-6应变(ε)。 2.测量范围广。可从1微应变测量到2万微应变。 3.电阻应变片尺寸小,最小的应变片栅长为0.2毫米;重量轻、安装方便,对构件无 附加力,不会影响构件的应力状态,并可用于应力梯度变化较大的应变的测量。 4.频率响应好。可从静态应变测量到数十万赫的动态应变。 5.由于在测量过程中输出的是电信号,易于实现数字化、自动化及无线电遥测。 6.可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行测量。 7.可制成各种高精度传感器,测量力、位移、加速度等物理量。 该方法的缺点是: 1.只能测量构件表面的应变,而不能测构件内部的应变。 2.一个应变片只能测定构件表面一个点沿某一个方向的应变,不能进行全域性的测量。 3.只能测得电阻应变片栅长范围内的平均应变值,因此对应变梯度大的应力场无法进 行测量。 2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 2.1 电阻应变片的工作原理 由物理学可知,金属导线的电阻值R 与其长度L 成正比,与其截面积A 成反比,若 图1 用电阻应变片测量应变的过程

液晶屏的工作原理

液晶屏的工作原理 (资料来源:中国联保网) 简单的来说,屏幕能显示的基本原理就是在两块平行板之间填充液晶材料,通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况,以达到遮光和透光的目的来显示深浅不一,错落有致的图象,而且只要在两块平板间再加上三元色的滤光层,就可实现显示彩色图象。 认识了它的结构和原理,了解了它的技术和工艺特点,才能在选购时有的放矢,在应用和维护时更加科学合理。液晶是一种有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。 LCD第一个特点是必须将液晶灌入两个列有细槽的平面之间才能正常工作。这两个平面上的槽互相垂直(90度相交),也就是说,若一个平面上的分子南北向排列,则另一平面上的分子东西向排列,而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播,所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压时,分子便会重新垂直排列,使光线能直射出去,而不发生任何扭转。 LCD的第二个特点是它依赖极化滤光片和光线本身,自然光线是朝四面八方随机发散的,极化滤光片实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网,阻断不与这些线平行的所有光线,极化滤光片的线正好与第一个垂直,所以能完全阻断那些已经极化的光线。 只有两个滤光片的线完全平行,或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光片相匹配,光线才得以穿透。一方面,LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光片构成,所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是,由于两个滤光片之间充满了扭曲液晶,所以在光线穿出第一个滤光片后,会被液晶分子扭转90度,最后从第二个滤光片中穿出。另一方面,若为液晶加一个电压,分子又会重新排列并完全平行,使光线不再扭转,所以正好被第二个滤光片挡住。总之,加电将光线阻断,不加电则使光线射出。当然,也可以改变LCD 中的液晶排列,使光线在加电时射出,而不加电时被阻断。但由于液晶屏幕几乎总是亮着的,所以只有“加电将光线阻断”的方案才能达到最省电的目的。 主动矩阵式液晶屏 TFT-LCD液晶显示器的结构与TN-LCD液晶显示器基本相同,只不过将TN- LCD上夹层的电极改为FET晶体管,而下夹层改为共通电极。 TFT-LCD液晶显示器的工作原理与TN-LCD却有许多不同之处。TFT- LCD液晶显示器的显像原理是采用“背透式”照射方式。当光源照射时,先通过下偏光板向上透出,借助液晶分子来传导光线。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极,在FE T电极导通时,液晶分子的排列状态同样会发生改变,也通过遮光和透光来达到显示的目

液晶知识扫盲系列彩色滤光片colorfilter

液晶知识扫盲系列彩色滤光片c o l o r f i l t e r The following text is amended on 12 November 2020.

液晶知识扫盲系列4:彩色滤光片(color filter) 一,什么是color filter 彩色滤光片(Color filter)是一种表现颜色的光学滤光片,它可以精确选择欲通过的小范围波段光波,而反射掉其他不希望通过的波段。彩色滤光片通常安装在光源的前方,使人眼可以接收到饱和的某个颜色光线。有红外滤光片,绿色,蓝色等。与UV滤光片,VD滤光片相比,凡是带色的滤光片之总称。如反差滤光片、分色用滤光片、LB滤光片等。 LCD上的color filter一般采用R(red 红),G(green 绿),B(blue蓝) 彩色滤光片来控制色彩的显示。要了解他控制颜色的原理,先要了解TFT-color filter的结 构及组成,才能明白它是如何可以在LCD上显示出我们需要的图像的。 二,color filter的结构 彩色滤光片基本结构是由玻璃基板(Glass Substrate),黑色矩阵(Black Matrix),彩色层(Color Layer),保护层(Over Coat),ITO导电膜组成。一般穿透式TFT用彩色光片结构如下图。 首先,如果我们使用高倍的放大镜观察color filter, 可以看到如下所示,是由每一个很少的RGB小点构成,我们把每一个绿色的,红色或蓝色的小点称之为sub-pixel. 每一个RGB的组合称之为pixel. 而旁边黑色的部分,我们就称之为black matrix(黑色矩阵)。为什么我们要使用RGB颜色这是利用三基色混色原理,自然界中的任何颜色可由RGB三种色彩通过不同的比例混合而成。 Color filter 平面图 理解了它们能够显示任何我们想要的颜色之外,我们再看看他是如何显示的。如下图,是液晶面板的结构图。大致可以分为两部:(1)提供光源的Back light unit(背光源,详细介绍请参考上期介绍)。(2)液晶面板(液晶面板可以简单的看 是color filter 和TFT中间夹着液晶而成)。 详细的结构剖面图如下 Color filter 剖面图 Panel 结构图 三,color filter的显示原理 我们顺着光的路线走,就能明白液晶的显示原理及color filter在LCD显示中的作 用了。 首先,背光源发出我们要的特定色域的光(色坐标的知识后续再讲),光通过下偏光片,把光处理成统一方向的偏向光(与上偏光片偏向相差90度)。光透过ITO (Indium Tin Oxide 氧化铟锡,是一种用在LCD制程上的透明电极,主要利用其可 以导电又能透光的特性),光透过下玻璃基板(用来固定TFT用,也就是TFT是生成在下玻璃基板上的),再透过TFT,TFT是具有开关作用的,类似于每个小窗子。每 个小窗子对应每个color filter的sub-pixel,这里TFT开关的作用,就是用来显示我们需要的图像的,根据电路控制,需要显示的,窗子打开,不需显示的,窗子关闭。光再通过液晶(重点理解,实际上窗子的打开与半闭,实际是控制液晶分子是否发生偏转)偏转传递的方式,光再透过ITO(上下两层ITO就是为了制控TFT的并关用的)传到color filter并透过它,有光透过的地方,就显示该种颜色,光再透过 上玻璃基板(同TFT的基板一样,上琉璃基板是用来固定color filter用的)。然

电阻应变片的结构及工作原理

电阻应变片的结构及工作原理 电阻应变片的结构如图4-1-3所示,其中,敏感栅是应变片中把应变量转换成电阻变化量的 敏感部分,它是用金属丝或半导体材料制成的单丝 或栅状体。引线是从敏感栅引出电信号的丝状或带 状导线。 (1)粘结剂:是具有一定电绝缘性能的粘结 材料,用它将敏感栅固定在基底上。 (2)覆盖层:用来保护敏感栅而覆盖在上面的 绝缘层。 (3)基底:用以保护敏感栅,并固定引线的 几何形状和相对位置。 电阻应变片能将力学量转变为电学量是利用了金属导线的应变——电阻效应。我 们知道,金属导线的电阻R 与其长度L 成正比,与其截面积A 成反比,即 A L R ρ= (4-1-3) 式中ρ是导线的电阻率。 如果导线沿其轴线方向受力产生形变,则其电阻值也随之发生变化,这一物理现象被称为金属导线的应变——电阻效应。为了说明产生这一效应的原因,可将式(4-1-3)取对数后进行微分得 ρ ρd A dA L dL R dR +-= (4-1-4) 式中,L dL 为金属导线长度的相对变化,用轴向应变来表示,即L dL =ε;A dA 是截面积的相对变化。2r A π=(r 为金属导线的半径),,r dr A dA 2= r dr 是金属导线半径的相对变化,即径向应变 r 。导线轴向伸长的同时径向缩小,所以轴向应变与径向应变r 有下列关系: μεε-=r (4-1-5) 为金属材料的泊松比。 根据实验,金属材料电阻率相对变化与其体积的相对变化之间的关系为V dV C d =ρρ,C 为金属材料的一个常数,如铜丝C =1 。 由L A V ?= 我们可导出V dV 与、r 之间的关系。 1 2 3 4 5 图4-1-3 电阻应变片 1-敏感栅;2-引线;3-粘结剂; 4-覆盖层;5-基底

压力传感器工作原理

压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器,并广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。 力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 1、应变片压力传感器原理与应用: 在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。 1.1、金属电阻应变片的内部结构:它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 1.2、电阻应变片的工作原理:金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示: 式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m) S——导体的截面积(cm2) L——导体的长度(m)

电阻应变式传感器的基本原理、结构和应用

一、原理 由欧姆定律知,对于长为 、截面积为 、电阻率为 的导体, 其电阻 若 、 和 均发生变化,则其电阻也变化,对上式全微分, 有 设半径为的圆导体, = ,代入上式,电阻的相对变化为 因为 则 式中——导体的纵向应变。其数值一般很小,常以微应变 度量, 1 =10-6; ——材料泊桑比,一般金属=0.3-0.5; ——压阻系数,与材质有关; E——材料的弹性模量。 上式中, 表示几何尺寸变化而引起电阻的相对变化量; 表示由于材料电阻率的变化而引起电阻的相对变化量。

不同属性的导体,这两项所占的比例相差很大。 若定义导体产生单位纵向应变时,电阻值相对变化量为导体的灵敏度系数,则 显然,S S愈大,单位纵向应变引起的电阻值相对变化愈大,说明应变片愈灵敏。 可用不同的导体材料制成应变片,目前主要有金属电阻应变片和半导体应变片两类。 二、金属电阻应变片 1.结构形式

原理: 对于金属电阻应变片,材料电阻率随应变产生的变化很小,可忽略,得: 电阻丝应变片又称金属丝电阻应变片,其优点是制作方便,应变横向效应大. 选用应变片时,要考虑应变片的性能参数,主要有:应变片的电阻值、灵敏度、允许电 流和应变极限等。市售金属电阻应变片的电阻值已趋于标准化,主要规格有60Ω、120Ω、350Ω 600Ω和1000Ω等,其中120Ω用得最多。 应变片产品包装上标明的"标称灵敏系数",出厂时测定的该批产品的平均灵敏度系数值。 2.其他结构形式

三、半导体应变片 结构形式 对于半导体应变片,几何尺寸变化引起的电阻变化远小于由材料电阻率变化引起的电阻变化,前者可忽略不计,可得 从而可得半导体应变片灵敏度系数为 半导体应变片的最突出优点是灵敏度大,S可达60~150, 能直接与记录仪器连接而不需放大器,使测量系统简化。 此外,其横向效应小,机械滞后小和体积小。缺点是电阻值和灵敏度的温度稳定性差。 当应变较大时,非线性严重。由于受晶向、杂质等因素影响,灵敏度分散度大。 学习时注意观察应变片粘贴的位置及方向。

酶标仪的工作原理及基本结构

酶标仪的工作原理及基 本结构 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

酶免测试的工作原理 吸光度测试的准确性对于酶免测试结果的重要性 酶标仪的组成部分和工作原理 第一节比色分析的基本理论 许多化学物质具有颜色,有些无色的化合物也可以和显色剂作用而生成有色物质。事实证明,当有色溶液的浓度改变时,颜色的深浅也随着改变。浓度越大,颜色越深;浓度越小,颜色越浅。因此,可以通过比较溶液颜色深浅的方法来确定有色溶液的浓度,对溶液中所含的物质进行定量分析。如纳氏管比色法,它是按浓度由高到低,配好一系列标准浓度管,然后拿待测样品和标准管逐个比较,看和哪一个标准管的颜色最相近,便读取该标准管的浓度值为待测样品的浓度值,这就是(目视)比色法。这种方法虽然比较简便,但是系列标准管不易保存,误差较大。后来改用光电检测元件代替目视来测量被测溶液中物质的含量,这种方法叫光电比色法。利用这种方法制成的仪器叫光电比色计。 光电比色计属于吸收光谱仪器范围。 一、光的性质 从物理学中我们知道,光具有波动和微粒两种性质,通称光的波粒两象性。在一些场合,光的波动性比较明显;在另一些场合,光则主要表现为微粒性。 首先,光是一种电磁波。可以用描述电磁波的术语,如振动频率(υ)、波长(λ)、速度(c )、周期(T )来描述它。我们日常所见到的白光,便是波

长在400~760nm之间的电磁波,它是由红橙黄绿青蓝紫等色,按照一定比例混合而成的复合光。不同波长的光被人眼所感受到的颜色是不同的。在可见光之外是红外线和紫外线。各种色光及红外线、紫外线的近似波长范围如表1所示。 表1 各种色光及红外线、紫外线的近似近波范围单位:nm 除了波动性外,光还具有微粒性。在辐射能量时,光是以单个的、一份一份的能量(E=hυ)的形式辐射的。式中υ是光的频率,h为普朗克常量。同样,光被吸收时,其能量一份一份地被吸收的。因此,我们可以说,光是由具有能量(hυ)的微粒所组成的,这种微粒被称为光子。由式中可知,不同波长的光子具有不同的能量。波长越短,即频率越高,能量越大。反之亦然。光子的存在可以从光电效应中得到充分的证明。 二、光的互补及有色物质的显色原理 若把某两种颜色的光按照一定的比例混合,能够得到白色光的话,则这两种颜色的光就叫做互补色。图1中处于直线关系的两种光为互补色。如绿光和紫光为互补色,黄光和蓝光为互补色等等。

应变片的工作原理

应变片的工作原理 将应变片贴在被测定物上,使其随着被测定物的应变一起伸缩,这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金,其电阻变化率为常数,与应变成正比例关系。 即ΔR/R=K×ε 在这里R:应变片的原电阻值Ω ΔR:伸长或压缩所引起的电阻变化Ω K:比例常数(应变片常数) ε:应变 不同的金属材料有不同的比例常数K.铜铬合金的K值约为2.这样,应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。但是由于应变是相当微小的变化,所以产生的电阻变化也是极其微小的。例如我们来计算1000×10?6的应变产生的电阻的变化。应变片的电阻值一般来说是120 欧姆,即 ΔR/120=2×1000×10—6 ΔR=120×2×1000×10?6= 0.24Ω 电阻变化率为ΔR/R=0.24/120=0。002→0.2% 要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的,一般的电阻计无法达到要求。为了对这种微小电阻变化进行测量,我们使用带有韦斯通电桥回路的专用应变测量仪。应变片本身的追随能力可以达到数百kHz,通过组合的测定装置可以对冲击现象进行测量。行驶中的车辆,飞行中的飞机等各部位的变动应力可以通过应变片和测定装置进行初步的测量。 测量电路:惠斯通电桥 惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化,应变片的电阻变化也可以用这个电路来测量。如图5 所示,惠斯通电桥由四个电阻组合而成。

图5 图6 如果R1 =R2 =R3 =R4 或R1×R2=R3×R4 则无论输入多大电压,输出电压e总为0,这种状态称为平衡状态。如果平衡被破坏,就会产生与电阻变化相对应的输出电压。如图6 所示,将这个电路中的R1 用应变片相连,有应变产生时,记应变片电阻的变化量为ΔR,则输出电压e的计算公式如下所示。 e=(1/4)*(ΔR/R)*E即e=(1/4)*K*ε*E 上式中除了ε 均为已知量,所以如果测出电桥的输出电压就可以计算出应变的大小。上例电路中只联入了一枚应变片,所以称为单一应变片法(1/4桥)。除此之外,还有双应变片半桥法及四应变片全桥法。 如图7 所示,在电桥中联入了四枚应变片(全桥)。四应变片法是桥路的四边全部联入应变片,在一般的应变测量中不经常使用,但常用于应变片式的变换器中。如图7 所示,当四条边上的应变片的电阻分别引起如R1+ΔR1,R2+ΔR2,R3+ΔR3,R4+ΔR4 的变化时 若四枚应变片完全相同,比例常数为K,且应变分别为ε1,ε2,ε3,ε4。则上面的式子可写成下面的形式。 也就是说,应变测量时,邻臂上的应变相减,对臂上的应变相加。

《传感器原理及应用》课后答案

第1章传感器基础理论思考题与习题答案 什么是传感器(传感器定义) 解:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。 传感器特性在检测系统中起到什么作用 解:传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系,所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种:静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性,它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性,它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器由哪几部分组成说明各部分的作用。 解:传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分,调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分,如书中图所示。 传感器的性能参数反映了传感器的什么关系静态参数有哪些各种参数代表什么意义动态参数有那些应如何选择 解:在生产过程和科学实验中,要对各种各样的参数进行检测和控制,就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量,这取决于传感器的基本特性,即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度,迟滞和重复性等。意义略(见书中)。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等,应根据被测非电量的测量要求进行选择。 某位移传感器,在输入量变化5mm时,输出电压变化为300mV,求其灵敏度。 解:其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=℃、S2=mV、S3=V,求系统的总的灵敏度。 某线性位移测量仪,当被测位移由变到时,位移测量仪的输出电压由减至,求该仪器的灵敏度。

应变片压力传感器原理与应用

应变片压力传感器原理与应用 电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D 转换和CPU显示或执行机构。 金属电阻应变片的内部结构 如图1 所示,是电阻应变片的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值范围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 电阻应变片的工作原理 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示: 式中:P——金属导体的电阻率cm2/m) S ——导体的截面积(cm2) L ——导体的长度(m) 我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情况。 2、陶瓷压力传感器原理及应用 抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,标准的信号根据压力量程的不同标定为 2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V 等,可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定,传感器具有很高的温度稳定性和时间 稳定性,传感器自带温度补偿0?70 C,并可以和绝大多数介质直接接触。 陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻 可以使它的工作温度范围高达-40?135C,而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV,输出信 号强,长期稳定性好。高特性,低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向,在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势,在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。 3、扩散硅压力传感器原理及应用 工作原理 被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传 感器的电阻值发生变化,和用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。 4、蓝宝石压力传感器原理与应用

彩色滤光片简介

彩色濾光片簡介 彩色化之關鍵零組件 彩色濾光片(Color filter)為液晶平面顯示器(Liquid Crystal Display)彩色化之關鍵零組件。液晶平面顯示器為非主動發光之元件,其色彩之顯示必需透過內部的背光模組(穿透型LCD)或外部的環境入射光(反射型或半穿透型LCD)提供光源,再搭配驅動IC(Drive IC)與液晶(Liquid Crystal)控制形成灰階顯示(Gray Scale),而後透過彩色濾光片的R,G,B彩色層提供色相(Chromacity),形成彩色顯示畫面。 基本結構 彩色濾光片基本結構是由玻璃基板(Glass Substrate),黑色矩陣(Black Matrix),彩色層(Color Layer),保護層(Over Coat),ITO導電膜組成。一般穿透式TFT用彩色光片結構如下圖。 圖一TFT彩色濾光片之結構 顏料分散法 彩色濾光片生產歷史中曾出現印刷法、染色法、染料分散法、電著法、乾膜法等等,但目前最主流的量產方式為顏料分散法(Pigment Dispersed Method),其中顏料分散型彩色光阻(Pigment Dispersed Color Resist,PDCR)為形成彩色層之原材料。 彩色濾光片之製造流程 顏料分散法之彩色層形成類似半導體的黃光微影製程,首先將顏料分散型彩

色光阻塗佈於已形成黑色矩陣的玻璃基板上,經軟烤(Pre-bake),曝光對準(Aligned),顯影(Developed),光阻剝離(Stripping),硬烤(Post-bake)重覆此流程三次形成R,G,B 之三色圖形(Pattern)。 顏料分散法之彩色濾光片之製造流程如下。 圖二顏料分散型彩色濾光片製造流程 畫素設計排列 Pattern圖形是由曝光對準製程中之光罩(Photo Mask)而來,一般皆是由面板廠(Panel)指定,提供設計圖樣。Pattern上之紅、綠、藍(R,G,B)畫素(Pixel)排列方式並不一定,可為馬賽克式、直條式、三角形式、四畫素等方式排列,主要是依顯示器之用途及視訊電極(Pixel Electrode)之形狀和大小而定。一般而言如要顯示AV動態畫面需採用如馬賽克式之不規則設計,如較常顯示文字畫面,如Note book,則採用直條式之設計。 (一)馬賽克式(二)直條式(三)三角形式(四)四畫素

应变片的类型及其工作原理

电阻应变片 摘要:电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。本文详细介绍电阻应变片的分类,构造,工作原理及其应用。 关键词:金属电阻应变片半导体应变片 1.电阻应变片的分类及其工作原理 电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。 2.金属电阻应变片 2.1金属电阻应变片的分类及其结构 金属电阻应变片分为丝式、箔式,薄膜式三种。金属丝电阻应变片的典型结构见图。它主要由粘合层1、3,基底2、盖片4,敏感栅5,引出线6构成。 图2.1-2 金属箔式应变片的敏感栅,则是用栅状金属箔片代替栅状金属丝。金属箔栅采用光刻技术制造,适用于大批量生产。由于金属箔式应变片具有线条均匀、尺寸准确、阻值一致性好、传递试件应变性能好等优点,因此,目前使用的多为金属箔式应变片,其结构见下图。

2.3金属电阻应变片工作原理简介 金属电阻应变片的工作原理是电阻应变效应,即金属丝在受到应力作用时,其电阻随着所发生机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生相应的变化。电阻应变效应的理论公式如下:

由上式可知,金属丝在承受应力而发生机械变形的过程中,ρ、L、S三者都要发生变化,从而必然会引起金属丝电阻值的变化。当受外力伸张时,长度增加,截面积减小,电阻值增加;当受压力缩短时,长度减小,截面积增大,电阻值减小。因此,只要能测出电阻值的变化, 便可金属丝的应变情况。这种转换关系为 式中: R---金属丝电阻值的变化量; Ko---金属材料的应变灵敏系数,它主要由试验方法确定,且在弹性极限内基本为 常数值; ε---金属材料的轴向应变值,即,因此又称ε为长度应变值,对金属丝而言, 其值勤 在0.24--0.4之间. 在实际应用中,将金属电阻应变片粘贴在传感器弹性元件或被测饥械零件的表面。当传感器中的弹性元件或被测机械零件受作用力产生应变时,粘贴在其上的应变片也随之发生相同的机械变形,引起应变片电阻发生相应的变化。这时,电阻应变片便将力学量转换为电阻的变化量输出。 2.4金属电阻应变片电桥电路图 金属电阻应变片应用于力学测量时,需要和电桥电路一起使用;由于应变片电桥电路的输出信号微弱,采用直流放大器又容易产生零点漂移现象,故多采用交流放大器对信号进行放大处理,所以应变片电桥电路一般都采用交流电供电,组成交流电桥。根据读数方法的不同,电桥又分为平衡电桥和不平衡电桥两种。平衡电桥仅适合测量静态参数,而不平衡电桥则适合测量动态参数。 由于直流电桥和交流电桥在工作原埋上相似,为了方便起见,下面仅就直流不平衡电桥进行介绍。

ICR滤光片切换原理

影像传感器对成像效果起着至关重要的作用,像素越高,影像传感器内部集成的感光电极也越多,同时我们也应该想到提升像素势必要涉及到制造成本,每提高一个等级,数码相机的价格都要高出一截,而且提升到一定程度后,CCD传感器由于制造工艺的限制,短时间内很难再有所突破。 目前主流的DSLR机型使用的CCD最多为600万像素左右,即使现在索尼生产出了700万、800万像素的CCD,但想要将其安置在DSLR机身内的话,最终效果只能是与预期效果背道而驰不合实际。而CMOS传感器却高达1600万像素以上。 CMOS的成像原理 CMOS可细分为被动式像素传感器(PassivePixelSensorCMOS)与主动式像素传感器(ActivePixelSensorCMOS)。它原本是计算机系统内一种重要的芯片,保存了系统引导最基本的资料。可是有人偶然间发现,将CMOS加工也可以作为数码相机中的影像传感器,紧跟着就由XirLink公司于1999年首次推向市场,2000年5月,美国Omnivision 公司又推出了新一代的CMOS芯片。 CMOS最初曾被尝试使用在数码相机上,但与当时如日中天的CCD相比信噪比差,敏感度不够,所以没能占居主流位置。当然它也具备多种优点,普通CCD必须使用3 个以上的电源电压,可是CMOS在单一电源下就可以运作,与CCD产品相比同像素级耗电量小。另外CMOS是标准工艺制程,可利用现有的半导体制造流水线,不需额外投资生产设备,并且品质可随半导体技术的进步而提升,这点正是今年索尼IRCUT双滤光片对视频成像技术的影响文/彭中能够在很短时间内开发制造出CMOS芯片的原因。 从技术角度分析成像原理,核心结构上每单位像素点由一个感光电极、一个电信号转换单元、一个信号传输晶体管,以及一个信号放大器所组成。理论上CMOS感受到的光线经光电转换后使电极带上负电和正电,这两个互补效应所产生的电信号(电流或者

光学显微镜的工作原理

光学显微镜的工作原理 显微镜是一种精密的光学仪器,已有300多年的发展史。自从有了显微镜,人们看到了过去看不到的许多微小生物和构成生物的基本单元——细胞。目前,不仅有能放大千余倍的光学显微镜,而且有放大几十万倍的电子显微镜,使我们对生物体的生命活动规律有了更进一步的认识。在普通中学生物教学大纲中规定的实验中,大部分要通过显微镜来完成,因此,显微镜性能的好坏是做好观察实验的关键。 一、显微镜的光学系统 显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。 (一)、物镜 物镜是决定显微镜性能的最重要部件,安装在物镜转换器上,接近被观察的物体,故叫做物镜或接物镜。 1、物镜的分类 物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜;其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜(常用放大倍数为90—100倍)。 根据放大倍数的不同可分为低倍物镜(10倍以下)、中倍物镜(20倍左右)高倍物镜(40—65倍)。 根据像差矫正情况,分为消色差物镜(常用,能矫正光谱中两种色光的色差的物镜)和复色差物镜(能矫正光谱中三种色光的色差的物镜,价格贵,使用少)。 2、物镜的主要参数: 物镜主要参数包括:放大倍数、数值孔径和工作距离。 ①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例:放大倍数为100×,指的是长度是1μm的标本,放大后像的长度是100μm,要是以面积计算,则放大了10,000倍。 显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。 ②、数值孔径也叫镜口率,简写NA 或A,是物镜和聚光器的主要参数,与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95,油浸物镜(香柏油)的数值孔径为1.25。

应变片工作原理

将应变片贴在被测定物上,使其随着被测定物的应变一起伸缩,这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金,其电阻变化率为常数,与应变成正比例关系。 即ΔR/R=K×ε 在这里R:应变片的原电阻值Ω ΔR:伸长或压缩所引起的电阻变化Ω K:比例常数(应变片常数) ε:应变 不同的金属材料有不同的比例常数K。铜铬合金的K值约为2。这样,应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。但是由于应变是相当微小的变化,所以产生的电阻变化也是极其微小的。例如我们来计算1000×10?6的应变产生的电阻的变化。应变片的电阻值一般来说是120 欧姆,即 ΔR/120=2×1000×10-6 ΔR=120×2×1000×10?6= 0.24Ω 电阻变化率为ΔR/R=0.24/120=0.002→0.2% 要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的,一般的电阻计无法达到要求。为了对这种微小电阻变化进行测量,我们使用带有韦斯通电桥回路的专用应变测量仪。应变片本身的追随能力可以达到数百kHz,通过组合的测定装置可以对冲击现象进行测量。行驶中的车辆,飞行中的飞机等各部位的变动应力可以通过应变片和测定装置进行初步的测量。 测量电路:惠斯通电桥 惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化,应变片的电阻变化也可以用这个电路来测量。如图5 所示,惠斯通电桥由四个电阻组合而成。 如果R1 =R2 =R3 =R4 或R1×R2=R3×R4

则无论输入多大电压,输出电压e总为0,这种状态称为平衡状态。如果平衡被破坏,就会产生与电阻变化相对应的输出电压。如图6 所示,将这个电路中的R1 用应变片相连,有应变产生时,记应变片电阻的变化量为ΔR,则输出电压e的计算公式如下所示。 e=(1/4)*(ΔR/R)*E即e=(1/4)*K*ε*E 上式中除了ε 均为已知量,所以如果测出电桥的输出电压就可以计算出应变的大小。上例电路中只联入了一枚应变片,所以称为单一应变片法(1/4桥)。除此之外,还有双应变片半桥法及四应变片全桥法。 如图7 所示,在电桥中联入了四枚应变片(全桥)。四应变片法是桥路的四边全部联入应变片,在一般的应变测量中不经常使用,但常用于应变片式的变换器中。如图7 所示,当四条边上的应变片的电阻分别引起如R1+ΔR1,R2+ΔR2,R3+ΔR3,R4+ΔR4 的变化时 若四枚应变片完全相同,比例常数为K,且应变分别为ε1,ε2,ε3,ε4。则上面的式子可写成下面的形式。 也就是说,应变测量时,邻臂上的应变相减,对臂上的应变相加。 如图8所示,四边的电阻中只有R1用应变片相连时,所以输出电压可写成: e=(1/ 4)*(ΔR1/R1)*E即 e =(1/4)*K*ε*E 一般的应变测量大部分都使用单应变片法。 如图9所示,在电桥中联入了两枚应变片,共有两种联入方法,即半桥邻边法(a)和半桥对边法(b)。四条边中有两条边的电阻发生变化,根据上面的四应变片法的输出电压式可得, 联入方式如图9(a)所示时,

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