电阻应变式测力传感器
电阻应变式传感器的工作原理
电阻应变式传感器的工作原理电阻应变式传感器，也被称为应变计，是一种常用的力、压力、应变等物理量测量的传感器。
其工作原理基于电阻在物体受力或受压变形过程中产生的应变效应，通过测量电阻值的变化来获得被测物理量的大小。
电阻应变式传感器的核心是电阻应变片。
电阻应变片是一种金属或半导体材料制成的薄片，具有良好的弹性和导电性能。
当被监测的物体受到外界力或压力作用时，电阻应变片发生形变，导致其长度、宽度和厚度的变化，从而引起导体横截面内电阻的变化。
根据应变片的布置方式，电阻应变式传感器可以分为单元式和桥式两种类型。
单元式电阻应变式传感器由一个单独的应变片组成。
该传感器在应变片上通过导线连接一个外部电路，通过测量电阻值的变化来间接反映物体受力或受压的大小。
当外界力或压力作用于物体，应变片发生形变，其电阻值变化，从而引起电路中的电压或电流变化。
通过测量电压或电流的变化，可以计算出物体所受力或受压的大小。
桥式电阻应变式传感器采用四个相互连接的应变片来组成一个电阻应变式桥。
四个应变片分为两个对称组，每个组内的应变片两两布置在物体上。
通过选择不同的应变片材料和布置方式，可以使得一组应变片在被测物体拉伸变形时电阻值增加，另一组应变片在被测物体压缩变形时电阻值增加。
这样，当物体受到外界力或压力作用时，会引起电阻值的变化，从而导致电桥的不平衡。
利用电桥供电电压一定的特性，可以通过测量电桥的输出信号来计算被测物体的力或压力大小。
为了提高传感器的灵敏度和准确度，通常会对应变片进行补偿和校准。
补偿方法主要包括温度补偿和应变片的附加电路设计。
温度补偿可通过在应变片上安装温度传感器来实现，以消除温度变化对测量结果的影响。
应变片的附加电路设计可通过配备稳压电源和电桥调零电路来提高传感器的准确度。
电阻应变式传感器具有结构简单、响应速度快、可进行在线测量等优点。
它广泛应用于测力仪器、压力传感器、称重仪器、位移测量仪器等各个领域。
然而，电阻应变式传感器也存在不足之处，如对温度敏感、易受外界干扰等问题，需要在实际应用中进行合理的设计和使用，以确保测量结果的准确性和可靠性。
电阻应变式传感器的工作原理
电阻应变式传感器的工作原理
电阻应变式传感器是一种常用的传感器，它可以将物体的应变转化为电阻的变化，从而实现对物体应变的测量。
其工作原理主要是利用电阻在受力作用下产生的应变效应，通过测量电阻值的变化来确定物体的应变情况。
首先，我们来了解一下电阻应变式传感器的基本结构。
它由电阻应变片、支撑件、固定件、连接线等部分组成。
其中，电阻应变片是传感器的核心部件，它通常由金属材料制成，具有一定的弹性。
当外力作用于物体表面时，电阻应变片会发生形变，从而导致其电阻值发生变化。
这种变化可以通过连接线传输到测量仪器中进行检测和分析。
其次，我们来看一下电阻应变式传感器的工作原理。
当外力作用于物体表面时，物体会产生应变，即单位长度内的形变量。
电阻应变片固定在物体表面上，随着物体的应变而产生相应的形变，从而使得电阻值发生变化。
这种变化可以通过连接线传输到测量仪器中，并经过放大、滤波等处理后，最终得到物体的应变情况。
在实际应用中，电阻应变式传感器通常被安装在需要测量应变的物体表面上。
当物体受到外力作用时，电阻应变片会产生相应的应变，从而使得电阻值发生变化。
通过测量仪器对电阻值的变化进行监测和分析，就可以得到物体的应变情况。
这种测量方法简单、灵敏，可以广泛应用于工程、科研等领域。
总的来说，电阻应变式传感器的工作原理是利用电阻在受力作用下产生的应变
效应，通过测量电阻值的变化来确定物体的应变情况。
它具有结构简单、测量精度高、响应速度快等优点，因此在工程、科研等领域得到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍，能够让大家对电阻应变式传感器有更深入的了解。
《电阻应变式传感器》课件
03
电阻应变式传感器的测量电路
直流电桥测量电路
优点
简单、可靠、稳定性好。
缺点
对温度变化敏感，需要采取温度 补偿措施。
交流电桥测量电路
优点
对直流电源的稳定性要求较低，可以减小电源波动对测量结 果的影响。
在工业生产过程中，电阻应变式压力传感器被广泛应 用于压力控制、流量控制等场合，如气瓶压力监测、 管道压力监测等。
汽车行业
汽车发动机、气瓶、刹车系统等都需要用到压力传感 器，来监测和控制各种气体和液体的压力。
位移传感器的应用实例
自动化生产线
在自动化生产线上，位移传感器被用来检测和控制系 统中的物体位置，如机器人手臂的定位、传送带的物 体位置检测等。
电阻应变式传感器
目 录
• 电阻应变式传感器简介 • 电阻应变式传感器的类型与特性 • 电阻应变式传感器的测量电路 • 电阻应变式传感器的误差来源与补偿方法 • 电阻应变式传感器的应用实例
01
电阻应变式传感器简介
定义与工作原理
定义
电阻应变式传感器是一种将应变转换为电阻变化的传感器，通过测量电阻的变 化来测量受力状态。
总结词
半导体应变式传感器具有高灵敏度、 低温度系数和良好的线性等优点。
详细描述
半导体应变式传感器利用半导体的压 阻效应，即当半导体受到外力作用时 ，其电阻值会发生变化。这种传感器 常用于测量加速度、压力和振动等物 理量。
陶瓷电阻应变式传感器
总结词
陶瓷电阻应变式传感器具有耐高温、耐 腐蚀、高绝缘性和良好的稳定性等特点 。
电阻应变式传感器介绍
最低固化条件 室温10小时或
60℃2小时 室温1小时 室温24小时 室温2.5小时 200℃2小时 150℃3小时 150℃1小时 190℃3小时 200℃3小时 280℃2小时 400℃1小时 400℃3小时
固化压力 /104Pa 0.5~1
粘合时指压
0.3~0.5 粘合时指压 粘合时指压
2 1~2 — — 1~3
基底材料有纸基和胶基。胶基由环氧树脂、酚醛树脂和聚酰亚胺等 制成胶膜, 厚度约0.03～0.05mm
3.黏合剂材料
用于将敏感栅固定于基底上，并将盖片与基底粘贴在一起。使用 金属应变片时，也需用粘结剂将应变片基底粘贴在构件表面某个方 向和位置上。以便将构件受力后的表面应变传递给应变计的基底和 敏感栅。
2.3应变片的主要参数
1.应变片电阻值（R0） 电阻应变片的电阻值为60Ω、120Ω、350Ω，500Ω和1000Ω 等 多种规格，以120Ω最为常用。 应变片的电阻值越大，允许的工作电压就大，传感器的输出电压 也大，相应地应变片的尺寸也要增大，在条件许可的情况下，应 尽量选用高阻值应变片。
2.绝缘电阻(敏感栅与基底间电阻值: 要求>1010欧姆；
在金属丝的弹性范围内，灵敏系数KS 为常数，即 :
R R
Ks
线性关系
通常很小, 常用10-6表示之。例如, 当 为0.000001时, 在工程中 常表示为1 10-6或 m/m。在应变测量中, 也常将之称为微应变
(με)。对金属材料而言, 当它受力之后所产生的轴向应变最好不要 大于1 10-3, 即1000 m/m, 否则有可能超过材料的极限强度而 导致断裂。
合剂
化环已酮、萘酸钴干料
环氧树脂、聚硫酚铜胺、 固化剂
环氧树脂类 酚醛环氧、无机填料、
电阻应变式力传感器的工作原理
电阻应变式力传感器的工作原理电阻应变式力传感器是一种常用于测量物体受力情况的传感器，通过测量电阻的变化来间接地推断物体所受的力的大小。
在现代工程领域中，电阻应变式力传感器被广泛应用于各种领域，如汽车工业、建筑工程、航空航天等。
本文将详细探讨电阻应变式力传感器的工作原理，以及其在实际应用中的重要性和发展前景。
电阻应变式力传感器的工作原理基于电阻的变化和应变的关系。
当物体受到外力作用时，物体会发生形变，即应变。
而电阻应变片则是利用薄膜电阻的应变性质来实现力的测量。
电阻应变片通常由一个弹性基底和导电材料组成，当外力作用在电阻应变片上时，导电材料会发生微小的拉伸或压缩，从而导致电阻值的改变。
通过测量电阻值的变化，可以准确地计算出物体所受的力的大小。
在电阻应变式力传感器中，常用的传感元件为皮托电桥。
皮托电桥是由四个电阻应变片组成的电桥电路，其中两个电阻应变片受力作用，另外两个电阻应变片则处于不受力状态。
当外力作用于受力电阻应变片时，电桥中各个电阻的电阻值将发生变化，导致电桥的平衡失调。
通过测量电桥的平衡失调量，可以准确地计算出物体所受的力的大小。
在实际应用中，电阻应变式力传感器具有许多优点。
首先，电阻应变式力传感器的结构简单，制造成本低廉。
其次，电阻应变式力传感器具有高灵敏度和线性度，能够准确地测量小到大范围内的力。
此外，电阻应变式力传感器的响应速度快，能够实时监测物体所受的力的变化。
因此，电阻应变式力传感器被广泛应用于各种需要测量力的场合。
在汽车工业中，电阻应变式力传感器常用于测量车辆刹车系统的工作情况。
通过安装在刹车片上的电阻应变式力传感器，可以实时监测刹车片受到的力，从而确保刹车系统的正常工作。
此外，在建筑工程中，电阻应变式力传感器常用于测量建筑结构的受力情况，以确保建筑物的结构安全可靠。
在航空航天领域，电阻应变式力传感器的应用也十分广泛。
例如，在飞机的机翼上安装电阻应变式力传感器，可以实时监测飞机受到的气动力，以及飞机结构的受力情况。
测力传感器的原理
测力传感器的原理测力传感器是一种用来测量力的设备，它能够将外界施加在其上的力转化为与之成正比的电信号输出。
测力传感器的原理主要有电阻应变原理、压电效应原理、磁电效应原理和电容应变原理。
1. 电阻应变原理：电阻应变原理是测力传感器应用最广泛的原理。
其基本原理是利用材料在受力后产生的应变引起电阻值的变化。
在测力传感器中，通常采用金属材料作为敏感元件，如电阻应变片或者箍式电阻应变片。
当测力传感器施加外力时，敏感元件受力变形，导致电阻值发生变化。
通过测量电阻值的变化，就可以得到所施加的力的大小。
2. 压电效应原理：压电效应原理是指一些特定的晶体（如石英、陶瓷等）在受力或外压作用下会产生极化现象，导致电荷的分离。
在测力传感器中，通常使用压电材料作为敏感元件，如压电陶瓷。
当测力传感器施加外力时，压电陶瓷受力变形，产生电势差。
通过测量电势差的变化，就可以得到所施加的力的大小。
3. 磁电效应原理：磁电效应原理是指磁性材料在受力时，会产生磁场的变化从而引起电压信号的变化。
在测力传感器中，通常使用磁性材料作为敏感元件，如磁敏电阻。
当测力传感器受到外力作用时，磁性材料发生形变，磁感应强度发生变化，进而引起磁阻的变化。
通过测量磁阻变化的大小，就可以得到所施加的力的大小。
4. 电容应变原理：电容应变原理是指当测力传感器受到外力作用时，敏感元件发生形变，导致电容的变化。
在测力传感器中，通常使用两个电极之间形成的电容作为敏感元件。
当外力作用于测力传感器时，敏感元件形变，电容值发生改变。
通过测量电容值的变化，就可以得到所施加的力的大小。
测力传感器通过以上原理实现了将力转化为电信号的过程，进而可以进行力的测量。
在实际应用中，根据不同的测量需求和环境条件，可以选择不同原理的测力传感器。
测力传感器广泛应用于工程结构测试、材料力学测试、医学研究、机械制造等领域，发挥着重要的作用。
电阻式应变传感器
电阻式应变传感器是以电阻应变计为转换元件的传感器，其精确测量工作的原理是应变式原理。
这种应变计可以将变形能量转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。
弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成的电阻应变式传感器，可以根据具体测量要求，设计成多种结构的形式。
还有这样的事实存在，弹性敏感元件如果受到所测量的力会产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。
目前，在测量行业内，常用的电阻应变式传感器有应变式测力传感器、应变式压力传感器、应变式扭矩传感器、应变式位移传感器、应变式加速度传感器和测温应变计等。
电阻应变式传感器的优点是精
度高，测量范围广寿命长,结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作，易于实现小型化、整体化和品种多样化等。
电阻式应变传感器常见的特点有以下几点：
①精度高，测量范围广；
②使用寿命长，性能稳定可靠；
③结构简单，体积小，重量轻；
④频率响应较好，既可用于静态测量又可用于动态测量；
⑤价格低廉，品种多样，便于选择和大量使用。
蚌埠高灵传感系统工程有限公司在自主创新的基础上开发生产出力敏系列各类传感器上百个品种，各种应用仪器仪表和系统，以及各种起重机械超载保护装置，可以广泛应用于油田、化工、汽车、起重机械、建设、建材、机械加工、热电、军工、交通等领域。
公司除大规模生产各种规格的高精度、高稳定性、高可靠性常规产品外,还
可根据用户具体要求设计特殊的非标传感器,以满足用户的特殊要求。
如果您想进一步的了解，可以直接点击官网高灵传感进行在线了解。
电阻应变式传感器实验报告
电阻应变式传感器实验报告
实验目的：
1. 了解电阻应变式传感器的工作原理
2. 掌握使用电阻应变式传感器进行力的测量的方法
3. 学习利用电阻应变式传感器测量应变和转换为电信号的过程
实验器材：
1. 电阻应变式传感器
2. 力传感器
3. 电源
4. 模数转换器
5. 电压计
实验步骤：
1. 搭建实验电路，将电源与电阻应变式传感器、模数转换器和电压计连接起来。
2. 将电阻应变式传感器安装在测量目标上，如测量弹簧的伸缩变化。
3. 通过调整电源的电压，使电阻应变式传感器的输出电压适合模数转换器的输入范围。
4. 通过读取电压计上的电压数值，记录下电阻应变式传感器输出的电压。
5. 通过改变测量目标的力大小，观察电阻应变式传感器输出电压的变化。
实验结果：
1. 根据实验数据计算出电阻应变式传感器的灵敏度。
2. 绘制出电阻应变式传感器输出电压与力大小的关系曲线。
3. 根据曲线上的数据点，计算出力与电阻应变式传感器输出电压之间的线性关系。
实验分析：
1. 分析电阻应变式传感器的工作原理，解释实验结果。
2. 探讨电阻应变式传感器的优缺点，以及其在实际应用中的使用场景。
结论：
通过实验，我们成功地使用电阻应变式传感器进行了力的测量，并了解了电阻应变式传感器的工作原理和应用。
我们还计算了电阻应变式传感器的灵敏度，并绘制了力和电压之间的关系曲线。
实验结果表明，电阻应变式传感器在测量力方面具有较高的精度和稳定性，适用于各种应用领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6. 非线性：由空载荷的输出值和额定载荷时输出值所决定的直线和增加负 荷之实测曲线之间最大偏差对于额定输出值的百分比。 7. 重复性误差：在相同的环境条件下，对传感器反复加荷到额定载荷并卸 载。加荷过程中同一负荷点上输出值的最大差值对额定输出的百分比。 8. 滞后：逐级施加重量再依次卸下重量时，对应每一级重量，不一致的程 度用滞后误差来表示。 9. 蠕变： 在负荷不变（一般取为额定载荷），其它测试条件也保持不变 的情形下，称重传感器输出随时间的变化量对额定输出的百分比。 10.分度值：称重传感器的测量范围被等分后其中一份的大小。 11.允许使用温度：规定了此称重传感器能适用的场合。常温传感器一般标 注为： -20℃ - +70℃。高温传感器标注为：-40℃ - 250℃。 12.温度补偿范围：说明此传感器在生产时已在这样的温度范围内进行了补 偿。常温传感器一般标注为-10℃ - +55℃。
电阻应变式力传感器技术
威思特传感技术有限公司
称重测力传感器图片展示 如何选择称重测力传感器 和力传感器参数计算方法
可精确的测量有限空间的微型力传感器
VC105 称重传感器
VJ04 传感器接线盒
物料罐称重系统一般由多个 VC105称重传感器 VJ04接线盒 以及一个VXT显示仪表组成。
VXT800 力值显示仪表
0 1 2 3 4 5
二.了解传感器所需的基本要求
1. 量程的大小：根据测量物体的重量（力）来选择传感器量程，传感器量 程须比实际应用的量程大10%-30%，预防传感器过载保护。 2. 额定负荷：传感器在规定的技术指标范围可使用的最大重量。在实际使 用时，一般只用额定量程的2/3或1/3。 3. 允许使用重量（安全过载）：称重传感器允许施加的最大重量。允许在 一定范围内超负荷工作。一般为传感器最大量程的120%或150%。 4. 最大使用重量（极限过载）：称重传感器能承受的不使其丧失工作能力 的最大重量。当工作时超过此重量时，传感器将会受到损坏。 5. 输出灵敏度（信号）：输出增量与所加的负荷增量之比。通常每输入1V 电压时额定输出的mV输出。常规的电阻应变式传感器是模拟信号mv输出， 可放大信号V、mA输出。为了更方便显示力值，还可转换成数字信号g、kg、 t、N、KN等单位输出。
法兰式安装结构，铝合金材料 , 模拟信号输出（mV/V）。 可以配置变送器(V输出/mA输 出)、数显仪表、PLC控制。
可同时测量拉力和压力的S型称重测境要求： 温度，湿度，电磁场，粉尘，腐蚀性对传感器都有影响。 2. 传感器尺寸： 传感器的外形尺寸来对应被测量位置的尺寸，确保传感器受力均匀安装 配合。 3. 测量力方向： 常规的有压式方向，拉式方向，拉压式方向和扭矩式方向传感器。 4. 材料： 应变式传感器材料一般分为不锈钢，合金钢，铝合金，具体需按实际情 况而定，不同材料的性能也不一样。 5. 称重传感器的准确度等级： 要能够满足称重系统准确度级别的要求，只要能满足这项要求即可。若 2500分度的传感器能满足要求，切勿选用3000分度的。
一些常规的传感器参数计算方法参考图
量程 （kg） 加载 mv/v A 0.0000 0.3896 0.7792 1.1687 1.5581 1.9473 一次 卸载 mv/v B 0.0000 0.3894 0.7789 1.1684 1.5579 加载 mv/v C 0.0000 0.3896 0.7792 1.1687 1.5581 1.9474 两次 卸载 mv/v D 0.0000 0.3895 0.7790 1.1685 1.5580 加载 mv/v E 0.0000 0.3896 0.7792 1.1688 1.5582 1.9475 三次 卸载 mv/v F 0.0000 0.3895 0.7790 1.1685 1.5580
13.零点温度影响（零点温度漂移）：此传感器在环境温度变化时它的零点的稳定 性。一般以每10℃范围内产生的漂移为计量单位（0.05%f.s./10℃）。 14.温度对输出灵敏度的影响（St）: 由于环境温度变化而引起的输出灵敏度的变 化。一般以每10℃范围内产生的漂移为计量单位。 15.输出阻值：在额定技术条件下,传感器的输出信号的（S+ S-）电阻值。 16.输入阻值：称重传感器的激励电压（E+ E-）的电阻值[V+ V-]。 17.绝缘阻抗： 传感器的电路和弹性体之间的直流阻抗值。 18.推荐激励电压：一般为5V或12V。一般称重仪表内配的稳压直流电源为5V-12V。 19.允许最大激励电压：传感器最大可承受的供电电压，不推荐使用最大激励电压 20.电缆长度：供应商按传感器标准配置的电缆长度。如需特别要求，请在订购产 品前与供应商协商。 21.密封防护等级（IP等级维基百科）：称重传感器的防尘和防水的性能指标。
力传感器技术
威思特传感技术有限公司 感谢您的阅读和用心的传感