常用传感器的实验原理和应用

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传感器的原理及应用实验总结

传感器的原理及应用实验总结

传感器的原理及应用实验总结1. 传感器的概述传感器是一种能够感知并测量外部环境物理量或化学量的装置。

它通过将感知的物理或化学量转换为可测量的电信号,将外部环境的信息转化为可处理的信号。

传感器广泛应用于工业生产、环境监测、医疗设备等领域。

2. 传感器的工作原理传感器的工作原理通常基于不同的物理、化学效应,具体的工作原理取决于传感器测量的目标物理量。

以下是几种常见传感器的工作原理:2.1 光敏传感器光敏传感器常用于测量光强度或光照度。

其工作原理基于半导体材料的光电效应。

当光线照射到光敏传感器上时,光子的能量会激发半导体中的电子跃迁,从而产生电流或电压信号。

2.2 温度传感器温度传感器用于测量环境或物体的温度。

常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻。

热电偶基于两种不同金属的热电效应,温度变化会引起金属间的电压差变化。

热敏电阻则基于电阻与温度之间的关系,温度升高时电阻值增加。

2.3 气体传感器气体传感器常用于检测环境中的气体浓度。

其工作原理基于气体与传感器材料的化学反应,这种反应会导致传感器产生电流或电压信号的变化。

例如,甲烷气体传感器中常使用的材料为锡氧化物,当锡氧化物与甲烷发生反应时,会导致传感器电阻的变化。

3. 传感器的应用实验为了更好地了解传感器的原理和应用,我们进行了以下实验:3.1 光敏传感器实验实验目的:测量不同光强下光敏传感器的输出实验步骤:1.将光敏传感器连接到示波器或模拟输入接口。

2.将光源放置在不同距离和角度,并调节光源的亮度。

3.记录不同光强下光敏传感器的输出信号,并进行数据分析。

实验结果:光强(lx)传感器输出(V)100 0.5200 0.8500 1.21000 1.6根据实验结果,我们可以看到光敏传感器的输出电压随着光强的增加而增加。

3.2 温度传感器实验实验目的:测量不同温度下温度传感器的输出实验步骤:1.将温度传感器连接到温度测量仪器或模拟输入接口。

2.使用恒温槽或热风枪调节温度,将温度逐步升高或降低。

常见磁传感器及原理和应用

常见磁传感器及原理和应用
H=(B/μo)-M式中B是磁感应强度;M是磁化强度;μo是真空磁导率。在 线性各向同性磁介质中,M与H成正比,即M=xmH,xm是磁介质的磁化 率。于是上式表为B=μo(1+xm)H=μoμrH式中μr=1+xm称为磁介质 的相对磁导率。
磁学量的单位
CGSE,又称静电单位制(electrostatic units)简称ESU 基本量为长度、质量和时间。基本单位为cm、g和s。 通过库仑定律,并令k=1确定电荷单位,库仑。电场强度E、极化强度P和电位 移D量纲都相同。 安培环路定律和法拉第电磁感应定律分别确定磁感应强度B和磁场强度H,量纲 不同,真空中也不相等,真空磁导率μ0=1/c2。
霍尔传感器的测量电路和误差分析
霍尔传感器的测量电路 霍尔元件的基本测量电路如图。控制电流I由电压源E供给,R是调节电阻,用 以根据要求改变I的大小。所施加的外电场B一般与霍尔元件的平面垂直。控 制电流也可以是交流电。
霍尔元件的基本测量电路
霍尔传感器的误差分析 • 霍尔元件对温度的变化很敏感,因此,霍尔元件的输入电阻、输出电阻、
• 图a是在输入回路进行温度补偿; • 图b是在输出回路进行温度补偿。
• 在安装测量电路时,热敏元件最好和霍尔元件封装在一起或尽量靠 近,以使二者的温度变化一致。
(a)在输入回路进行补偿
(b)在输出回路进行补偿
采用热敏元件的温度补偿电路
(3)不等位电势的补偿 • 不等位电势与霍尔电势具有相同的数量级,有时甚至超过霍尔电势。实用
L 0t N2A
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微型集成磁通门
交叉磁芯结构的2轴磁通门传感器结构示意图
美国的KVH公司
超导量子干涉磁强计
1962年英国约瑟夫逊在理论上预言了约瑟夫逊效应,几年后由 实验证实。该效应是指在两超导体之间插入纳米厚度的绝缘体,超 导电子对能够穿过绝缘体,超导体/绝缘体/超导体称为约瑟夫逊 结,约瑟夫逊结有直流和交流约瑟夫逊效应。在约瑟夫逊效应的超 导状态,磁场也具有重要作用,相耦合的电或磁也将发生电磁效应。 基于超导体的约瑟夫逊效应,利用超导量子干涉器件(SQUIDsuperconducting quantum interferometric device)可以对各种 物理量做超精密测量。

传感器特性系列实验报告

传感器特性系列实验报告

一、实验目的1. 了解各类传感器的基本原理、工作特性及测量方法。

2. 掌握传感器实验仪器的操作方法,提高实验技能。

3. 分析传感器在实际应用中的优缺点,为后续设计提供理论依据。

二、实验内容本次实验主要包括以下几种传感器:电容式传感器、霍尔式传感器、电涡流式传感器、压力传感器、光纤传感器、温度传感器、光敏传感器等。

1. 电容式传感器实验(1)实验原理:电容式传感器利用电容的变化来测量物理量,其基本原理为平板电容 C 与极板间距 d 和极板面积 S 的关系式C=ε₀εrS/d。

(2)实验步骤:搭建实验电路,将传感器安装在实验台上,调整传感器与测量电路的连接,进行数据采集,分析传感器特性。

2. 霍尔式传感器实验(1)实验原理:霍尔式传感器利用霍尔效应,将磁感应强度转换为电压信号,其基本原理为霍尔电压 U=KBIL。

(2)实验步骤:搭建实验电路,将霍尔传感器安装在实验台上,调整传感器与测量电路的连接,进行数据采集,分析传感器特性。

3. 电涡流式传感器实验(1)实验原理:电涡流式传感器利用涡流效应,将金属导体中的磁通量变化转换为电信号,其基本原理为电涡流电压 U=KfB。

(2)实验步骤:搭建实验电路,将电涡流传感器安装在实验台上,调整传感器与测量电路的连接,进行数据采集,分析传感器特性。

4. 压力传感器实验(1)实验原理:压力传感器利用应变电阻效应,将力学量转换为易于测量的电压量,其基本原理为应变片电阻值的变化与应力变化成正比。

(2)实验步骤:搭建实验电路,将压力传感器安装在实验台上,调整传感器与测量电路的连接,进行数据采集,分析传感器特性。

5. 光纤传感器实验(1)实验原理:光纤传感器利用光纤的传输特性,将信息传感与信号传输合二为一,其基本原理为光纤传输的损耗与被测物理量有关。

(2)实验步骤:搭建实验电路,将光纤传感器安装在实验台上,调整传感器与测量电路的连接,进行数据采集,分析传感器特性。

6. 温度传感器实验(1)实验原理:温度传感器利用电阻或热电偶的特性,将温度变化转换为电信号,其基本原理为电阻或热电偶的电阻或电动势随温度变化。

常见传感器的原理实验步骤

常见传感器的原理实验步骤

常见传感器的原理实验步骤传感器是一种能够感知和测量物理量的器件,其原理实验步骤和常见传感器包括:1.温度传感器:原理:温度传感器根据物体的温度对其性能参数产生变化,通过感知这些变化来测量物体的温度。

实验步骤:- 准备一个温度测量装置,包括温度传感器、控制器和显示设备。

- 将温度传感器插入待测物体中。

- 打开控制器,读取并显示温度传感器所测得的物体温度。

- 注意校准传感器,确保测量的准确性。

2.光传感器:原理:光传感器基于光对半导体器件的电流和电压产生的影响来检测光线的存在和强度。

实验步骤:- 准备一个光传感器,一个光源和一个显示设备。

- 将光传感器放置在待测位置,与光源相对。

- 打开光源并调整其亮度。

- 用显示设备读取和记录由光传感器感测到的光的强度。

3.压力传感器:原理:压力传感器通过检测压强产生的变化来测量物体内外的压力。

实验步骤:- 准备一个压力传感器和一个压力表。

- 将压力传感器与待测物体连接。

- 打开压力表,读取并记录压力传感器所感测到的压力值。

4.湿度传感器:原理:湿度传感器基于湿度对环境的电学参数产生的影响来测量空气中的湿度水分含量。

实验步骤:- 准备一个湿度传感器和一个湿度计。

- 将湿度传感器放置在待测环境中。

- 通过湿度计读取和记录湿度传感器感测到的湿度值。

5.声音传感器:原理:声音传感器根据声音对振动或压电元件产生的电信号变化来检测环境中的声音并测量其强度。

实验步骤:- 准备一个声音传感器和一个音频记录设备。

- 将声音传感器放置在待测环境中并连接至音频记录设备。

- 通过音频记录设备读取和记录声音传感器感测到的声音强度。

6.加速度传感器:原理:加速度传感器根据物体在三个方向上产生的加速度对其表面振动或形变产生的影响来测量物体的加速度。

实验步骤:- 准备一个加速度传感器和一个加速度计。

- 将加速度传感器固定在待测物体上。

- 打开加速度计,读取和记录加速度传感器感测到的加速度值。

这些是常见传感器的原理和实验步骤,通过实验可以更好地理解传感器的工作原理,以及如何应用和校准它们来测量各种物理量。

传感器原理及应用实验报告的

传感器原理及应用实验报告的

传感器原理及应用实验报告的传感器原理及应用实验报告1. 引言传感器是一种能够将物理量转化为可测量的电信号的装置,广泛应用于各个领域,如工业控制、医疗监护、环境监测等。

本实验旨在探究传感器的工作原理,并通过一系列的应用示例,展示传感器在实际应用中的优势和价值。

2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于不同的物理原理,常见的有电阻、电容、磁性、光电等原理。

以电阻式传感器为例,其基本原理是通过测量感应电阻的变化来获得目标物理量的信息。

当被测量物理量发生变化时,传感器内部的电路会产生相应的变化,这种变化可以通过电压、电流等形式的输出信号来实现。

3. 传感器的分类与应用3.1 光电传感器光电传感器利用光敏元件(如光电二极管、光电三极管等)对光信号进行感知,并将其转化为电信号。

光电传感器广泛应用于工业自动化控制、安防监控、光电测距等领域。

3.2 压力传感器压力传感器通过测量物体受到的外部压力,将其转化为电信号。

压力传感器在汽车制造、气体检测、医疗器械等领域有着重要的应用。

3.3 温度传感器温度传感器通过测量物体的温度变化,将其转化为电信号。

温度传感器广泛应用于气象观测、温控设备、冷链物流等领域。

3.4 加速度传感器加速度传感器用于测量物体的加速度或振动状态,常见于汽车安全系统、运动监测、智能手机等设备中。

3.5 湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度水分含量,广泛应用于农业、气象观测、室内环境监测等领域。

4. 传感器应用实例4.1 工业领域在工业自动化领域,传感器起着至关重要的作用。

通过使用温度传感器和压力传感器,可以实现对生产过程中温度和压力的监测与控制,提升生产效率和质量。

4.2 医疗监护传感器在医疗监护领域也广泛应用。

心电传感器可以实时监测患者的心电图数据;血氧传感器可以测量血氧饱和度;体温传感器可以监测患者体温的变化,及时发现异常情况。

4.3 环境监测传感器在环境监测领域具有重要作用。

空气质量传感器可以检测空气中的恶劣气体浓度;水质传感器可以监测水质的污染程度;土壤湿度传感器可以及时监测土壤的湿度状况。

常用传感器原理及应用

常用传感器原理及应用

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2)应变片粘贴于弹性元件上,与弹性元件一起构成应变式传感器。 这种传感器常用来测量力、位移、压力、加速度等物理参数。在 这种情况下,弹性元件将得到与被测量成正比的应变,再通过应 变片转换成电阻的变化后输出。
当梁因将位被随而应移测之应变成物产变片正体生片接比产于产入的生位生桥电位移相路压移相应,信时等的输号,的应出。悬挠变与最臂度。新,版整理p测振力产定速pt 量动,生的度时加悬弯频成,速臂曲率正基度梁变范比座使在形围。固质惯。内定量性梁与在块力的振振产的应动动生作变体9体惯用在的上性下一加。
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3、螺管式
单螺管线圈型,当铁芯在线圈中运动时,
将改变磁阻,使线圈自感发生变化。这种
传感器结构简单、制造容易,但灵敏度低,
适用于较大位移(数毫米)测量。
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二、差动变压器式传感器(互感式)
双螺管线圈差动型,较之单螺
管线圈型有较高灵敏度及线性,
被用于电感测微计上,其测量 范围为0~300μm,最小分辨 力为0.5μm。线圈电感L1、 L2随铁芯位移而变化 .
被测非电量转换成电量的装置。
测力计
压力计
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温度计
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二、传感器的组成
传感器通常由三部分组成: 敏感元件: 直接感受被测量,输出与被测量成确定关系。 转换元件: 敏感元件的输出就是转换元件的输入,它把输入转
换成电量参量 。 转换电路: 把转换元件输出的电量信号转换为便于处理、显
示、记录变片的结构和测量原理
电阻丝应变片是用直径为0.025mm具有高电阻率的电阻丝制 成的。为了获得高的阻值,将电阻丝排列成栅状,称为敏感栅, 并粘贴在绝缘的基底上。电最阻新版丝整理的pp两t 端焊接引线。敏感栅上6 面粘 贴有保护作用的覆盖层。

认识传感器 常见传感器的工作原理及应用-高中物理选择性必修二

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科学漫步 机器人
1920 年,捷克斯洛伐克作家卡佩克在一部科幻小说中构思了一个机器人,名 字叫Robot。它可以不吃饭,却能不知疲倦地工作,展现了人类持续多年的一种 愿望。
1947 年,世界上第一个机器人在美国诞生。这是一台为反应堆搬运核燃料的简单机器,代 替人来从事危险的工作。此后,由于现代制造业的需求,有关机器人的研究迅速发展起来。图 是几个机器人的实例。
我们知道,传感器可以感受光强、温度、力、磁等非电学量,并把它们 转换为常见的传感器是怎样感知非电学量,并将其转换为电学量的呢?利用 不同的敏感元件制成的各种传感器又有哪些应用呢?
பைடு நூலகம்
1、光敏电阻能够将什么量转化为什么量? 2、热敏电阻和金属热电阻有何异同? 3、电饭锅——感温铁氧体的应用?
四、光敏电阻 硫化镉的电阻率与所受光照的强度有关。 把硫化镉涂敷在绝缘板上,在其表面再用银浆涂敷两个互不相
典例精析 下列关于传感器说法中不正确的是( B ) A.电子秤所使用的测力装置是力传感器,它将压力大小转化为可变电阻,进 而转化为电压信号 B.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号 C.电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片,这种双金属片的作用是 控制电路的通断 D.光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量
连的梳状电极。硫化镉表面受到的光照强度不同时两个电极间的 电阻不一样。
实验:观察光敏电阻的特性 用多用电表测量 1.光敏电阻在自然光照射下的电阻. 2.光敏电阻在手掌遮住时的电阻大小
光敏电阻的应用 产品在流水线上,常需要对产品计数。如图所示,是利用光敏电阻自 动计数的示意图。其中A是发光仪器,B是接收光信号的仪器,B中的主要 元件是由光敏电阻组成的光电传感器。

传感器原理及应用实验

传感器原理及应用实验

传感器原理及应用实验
传感器是一种能够感知和测量环境变量的装置或设备,它能够将环境中的物理量转换为电信号或其他方便处理的形式。

传感器原理及应用的实验是为了研究和验证某种传感器的工作原理以及应用场景。

在实验中,我们通常会使用模拟传感器或数字传感器来进行测量和控制。

模拟传感器是指将物理量转换为模拟电压或电流信号的传感器,如温度传感器、压力传感器等。

数字传感器是指将物理量转换为数字信号的传感器,如光电传感器、加速度传感器等。

实验的第一步通常是准备实验装置和所需材料,如传感器、电源、电路板等。

接下来,我们需要按照实验步骤连接电路,并将传感器与电路板相连接。

在实验过程中,我们需要根据传感器的工作原理合理地选择信号放大电路、滤波电路等辅助电路。

同时,对于数字传感器,我们还需要使用单片机或其他数字处理器对信号进行处理和分析。

实验中,我们可以通过改变环境条件或操控实验装置来模拟不同的应用场景。

例如,在温度传感器实验中,可以通过改变热源的温度来观察传感器输出的电信号变化;在光电传感器实验中,可以调节光源的强度或改变测试物体与光源之间的距离来观察传感器的反应。

进行实验后,我们可以通过观察和记录传感器输出的电信号或其他相应数据来分析传感器的性能,并根据实验结果来判断传
感器的可行性、精度和稳定性。

在实验结束后,如果有必要,我们还可以根据实验结果对传感器进行调整和优化,以适应更广泛的应用场景。

传感器的原理及应用实验对于探索和理解传感器的工作原理和应用具有重要意义。

通过实验,我们可以深入了解传感器的特性和性能,为传感器应用领域的研究和开发提供实验数据和依据。

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常用传感器的原理和应用(试验版)一、实验目的通过本实验了解几种常用传感器的原理及应用。

二、实验原理1、位移传感器位移是指物体的某个表面或某点相对于参考表面或参考点位置的变化, 对此进行测量的方法很多。

本实验主要介绍差动变压器式位移传感器, 其工作原理是由铁心位移引起线圈输出电压的变化, 进而对位移进行测量。

其优点是: 灵敏度和精确度较高; 非线性误差小; 量程较宽(±0.1~±200㎜), 但是, 结构复杂, 造价略高。

2、SZGB—11型光电转速传感器图1—1 SZGB—11型光电转速传感器的光路图本光电转速传感器为SZGB—11型, 测量范围为被测轴直径≧3mm,转速30转/分~48万转/分,采用了单头反射式光电变换头, 可以将机械移动转换为电频率。

用于无接触测量转速。

当被测点由反光面到无反光面时, 光敏管则随光的强弱产生相应变化的电信号, 通过适当的电子线路放大、整形, 输出大于8 V幅度的方波信号。

本实验测试实例为:用本传感器与光线示波器配和, 对电风扇的转速进行测量。

3、SZGB—6光电转速传感器本SZGB—6光电转速传感器采用调制光结构的单头反射式光电传感器,由调制光发生器产生高频调制信号,向被测物体发射调制脉冲光,当调制光反射回来后被接收,经电压放大,解调输出高电平,在非反射面输出低电平。

接收电路只对调制光起作用。

故传感器抗干扰能力极强。

具有测量距离远和不受环境光干扰的优点;可以与各种显示仪配套使用及计算机接口电路直接连接,无接触测量转速、线速等使用。

转速测量范围:1r~30000r/min。

4、速度传感器(速度拾振器)速度传感器有线圈活动型、磁钢活动型和衔铁活动型等类型,本实验所用的传感器为CD-2型是线圈活动型传感器。

频率范围:2~500灵敏度:最大加速度:10最大位移±1.5工作原理: 当它被紧固在振动体上时, 其外壳随之振动, 位于气隙间的线圈切割磁力线, 于是就发出正比于振动速度的感应电势。

该电势由导线输入测振仪, 直接放大, 可以测量速度, 经微分或积分网络,便可以测量加速度或位移。

其感应电势E为: E = BNLV× (V)L—每匝线圈平均长度(cm)V—被测振动体的振动速度(CM/S)如果结构已定, 那么常量K = BNL×,所以传感器的输出 E=KV(mv)本拾振器主要应用于测量辐度较小的位移,不适合测量 500~2000 HZ 以上的频段。

5、加速度传感器(加速度拾振器、加速度计)目前加速度计有压电式、压阻式、差容式、伺服式(力平衡式)等。

本实验所用加速度计为YD—1型。

灵敏度: S V 80~130mv/g 频率响度:2~18000 HZ 可测最大加速度:200 g其工作原理:振动时,拾振器中的压电元件经受机械变形时,便产生电荷。

它的输出电量Q (或电压V m) 振动加速度ÿm 成正比V m =S v ÿm S v 为电压灵敏度(mv/g)Q=S gÿm S g为电荷灵敏度 (pc/g )6、力传感器 (应变式)本传感器主要由薄壁筒弹性元件、粘贴电阻应变计组成电桥而成。

本传感器与电阻应变仪和记录仪表等组成力测量系统,通过标定,可以对力进行测量。

该传感器具有灵敏度高,成本低廉等优点。

7、热点偶热电偶是温度测量中的一种主要方法。

热电偶产生的热电势与被测温度有一一对应的关系。

利用这一关系(热电偶分度表)即可测得其温度值。

常用热电偶有:铂铑10—铂、铂铑30—铂铑6、镍铬—镍硅、镍铬—考铜、铜—康铜等。

可根据被测温度进行选用。

常用的基本测温线路有:(1)、单点测量(图1所示) (2)、温差测量(图2所示)另外,还有平均温度测量、偏差指示测量等。

在正确使用热电偶中,还要考虑冷端温度补偿,正确使用补偿导线,合理选用保护套管,减少传热影响等。

本例中采用铜—康铜热电偶与X—Y 函数记录仪相接,组成测温系统。

通过上述几例实验只能对所接触的传感器有一个初步的认识,在以后的具体工作中,对所涉及的问题还要查阅专业书籍,详细研究后再使用。

三、实验仪器1、 位移传感器 LVDT—1型 9、稳压电源 WYJ—5012、光电转速传感器 SZGB—11 10、千分尺3、速度拾振器 CD—2 11、六线测振仪 GZ24、加速度拾振器 YD—1 12、阻抗变换器5、热电偶 13、光线示波器 SC166、力传感器(应变式) 14、导线7、电阻应变仪 YD—21 型 15、感光纸8、函数记录仪 LZ3—300 16、电风扇17、恒温水槽 18、转速表等四、实验步骤:1、 测量转速:使用转速表,对电风扇的不同转速进行测量。

2、 使用热电偶,利用热电偶分度表,对温度进行测量。

实验二电阻应变片的认识与粘贴技术训练一、实验目的1.了解应变片的测量原理、结构、种类;2.掌握应变片的粘贴技术及质量检查与防潮方法。

二、实验原理(应变片)在机械工程测试技术中,广泛应用电阻应变片,因为它能准确地测量各种力参数。

对于应变片的正确选取和粘贴质量的好坏,将直接影响应变片的性能和测量的准确性。

(一)应变片的分类应变片可分为金属式和半导体式两大类:金属式:丝式、箔式、薄膜式;半导体式:薄膜式、扩散式。

根据基底材料不同又可分为纸基、胶基和金属片基等。

(二)基底材料基底材料要满足如下要求:机械强度高,粘贴容易,电绝缘性好,热稳定性好,抗潮湿性能好,挠性好(能够粘贴在曲率半径很小的曲面上),无滞后和蠕变。

1.胶基:是由有机聚合材料的薄片作为基底的称为胶基应变片;(1)酚醛、环氧树脂基底(箔式片居多),它具有良好的耐热和防潮性能,使用温度达成180℃,并且长时间稳定性好;(2)聚酰亚胺基底,使用温度-260℃~400℃,绝缘性能好,因此可以做得很薄,通常为0.025mm,应变片的柔韧性好;(3)石棉、玻璃纤维增强塑料作基底,主要在高温下使用。

(三)敏感元件材料对敏感材料的要求:灵敏度K。

在尽可能大的应变范围内是常数;K。

尽可能大;具有足够的热稳定性;电阻系数高且受温度变化的影响小;在一定的电阻值要求下,电阻系数越高,电阻丝的长度越短,因此可以减小电阻应变片的尺寸。

康铜是用得最广泛的电阻应变片敏感材料,康铜的K。

值对应变的稳定性非常好,不但在弹性变形的范围内K。

保持常数,在进入塑性范围后K。

仍基本上保持常数,故测量范围大。

康铜具有足够小的电阻温度系数,使测量时因温度变化而引起的误差较小;康铜的电阻系数很大,便于做成电阻值大而尺寸小的电阻应变片。

我国制造的电阻应变片绝大部分以康铜为敏感材料。

除康铜外还有镍铬铁合金、镍铬合金等(四)应变片的主要参数1、几何尺寸:基长l——沿敏感栅金属丝轴线方向上能承受应变的有效长度,基宽b——与金属丝轴线垂直方向上敏感外侧之间的距离;2.电阻值:它是指应变片既没有粘贴,又不受外力作用的条件下,在室温中测量的原始电阻值。

目前应变片的规格已成为标准系列化,目前我国生产的应变片名义阻值一般为120Ω,此外,还有60、80、240Ω等;3.灵敏度 S:当应变片粘贴在试件上之后,在沿应变片轴线方向的单向载荷作用下,应变片的电阻变化率与被敏感栅覆盖下的试件表面上的轴向应变的比值称为应变片的灵敏度SS =4.绝缘电阻:指敏感栅与被测试件之间的绝缘电阻;5.允许电流:当应变片接入测量电路后,敏感栅中流过一定的电流,使应变片产生温升,一般在静态测量中允许电流为25mA,在动态测量中允许电流为75~100mA。

三、实验仪器和设备试件 1个 数字万用表1块应变片 1枚 惠斯顿电桥 1台KH—501(502)胶 1瓶 划线针 1把丙酮(滴瓶装) 1瓶 放大镜 1支镊子 1支 脱脂棉 若干小螺丝刀 1支 聚四氟乙烯薄膜 若干钢板尺 1支 细砂布 若干高度尺 1把 应变片样本 1册四、实验内容及步骤仔细观察电阻应变片的样品,区别纸基、胶基等应变片及其结构,特别注意应变片在粘贴时的正反面区别。

(一)应变片的选择1.根据试件大小、工作温度和受力情况,选取合适的应变片;2.用5~10倍的放大镜选择没有短路、断路、汽泡等缺陷,并且要求表面平整、丝栅排列均匀的应变片;3.量出所选取应变片的阻值,使阻值相近的应变片放在一起,应保证同组各应变片的阻值差不超过0.5Ω,这样在测量时容易调整平衡。

(二)试件的表面处理与划线图2—1试件的打磨与定位 图2—2粘贴应变片后的试件1.预清洗:根据试件的表面状况进行预清洗,一般采用有机溶剂脱脂除渍;2.除锈、粗化:一般多采用砂布打磨法,除掉试件表面的锈渍使其露出新鲜的金属表层,以便使胶液充分浸润以提高粘贴强度。

用细砂布沿着与所测应变轴线成方向交叉轻度打磨,使试件表面呈细密、均匀新鲜的交叉网纹状,这样有利于充分传递应变,打磨面要大于应变片的面积(图2—1);3.划定位基准线:根据应变片尺寸,利用钢板尺、高度尺、划线针或硬质铅笔划出确定应变片粘贴位置的定位基准线。

划线时,不要划到应变片覆盖范围内(图2—2);4.清洗:一般采用纯度较高的无水乙醇、丙酮等,用尖镊子夹持脱脂棉球蘸少量的丙酮粗略地洗去打磨粉粒,然后用无污染的脱脂棉球蘸丙酮仔细地从里向外擦拭粘贴表面,擦一次转换一个侧面再擦,棉球四面都用过,更换新棉球用同样的方法擦洗,直到没有污物和油渍为止。

应变片背面也要轻轻擦拭干净,干燥后待用。

(三)粘贴在无灰尘的条件下,用清洗过的小螺丝刀蘸取少量KH—501(或502)胶液,在清洗好的试件粘贴表面和应变片背面单方向涂上薄而均匀的一层胶液(单方向涂抹,以防产生汽泡),放置少许时间,待涂胶的试件和应变片上胶液溶剂挥发还带有粘沾性时,将应变片涂胶一面与试件表面贴合,并注意应变片的定位标应与试件上的定位基准线对齐。

在贴好的应变片上覆盖一层聚四氟乙烯薄膜用手指单方向轻轻按压,将余胶和气泡挤出压平。

手指按压时不要相对试件错动,按压3~5分钟后,放在室温下固化待用。

(四)接桥1.将干燥固化后的应变片用数字万用表检查有无短路、断路现象,并测出应变片与试件之间的绝缘电阻,长期测量大于500 M,临时测量大于20M。

本实验属于短期测量,达到20M ~100 M以上即可。

低于20M 将会严重影响到稳定性,达不到要求的应当重新贴片;2.检查无误后,按图1—3焊接成半桥或全桥;图2—3 (a)串联半桥 (b) 半桥 (C) 全桥3.用万用表检查绝缘及通路;4.用惠斯顿电桥或数字万用表测量两臂(半桥:AB、BC)或两对角(全桥:AC、BD),检查其阻值是否大致相等,最好不超过0.5,否则应变仪不易调平衡。

五、密封、防潮密封、防潮措施是为了保护粘贴后的应变片避免受到机械损坏,在使用过程中不受环境温度变化的影响,保持良好的绝缘性能。

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