力敏傳感器的3種工作方式
2021-03-17 15:39:34閱讀量:1117
什么是力敏傳感器?
力敏傳感器是使用很廣泛的一種傳感器。它是生產過程中自動化檢測的重要部件。它的種類很多,有直接將力變換為電量的如壓電式、壓阻式等,有經彈性敏感元件轉換后再轉換成電量的如電阻式、電容式和電感式等。它主要用于兩個方面:測力和稱重。本章介紹電阻應變式傳感器、壓阻式和壓電式傳感器。
力敏傳感器的工作原理
電阻應變式傳感器是通過彈性敏感元件將外部的應力轉換成應變ε,再根據電阻應變效應,由電阻應變片將應變轉換成電阻值的微小變化,通過測量電橋轉換成電壓或電流的輸出。
力敏傳感器的單筆電橋和雙臂電橋以及差動電橋:
1、單臂電橋:
圖中的電阻R1為電阻應變片。起始時,應變片未承受應變,電橋平衡:R1 R3= R2 R4 ,此時 UO=0。
當應變片承受應變時,則R1增大為R1+ΔR,
對于等臂電橋和輸出對稱電橋,此時的輸出電壓為:
電阻R1、R2為應變片,R3、R4為固定電阻。當應變片承受應變時,R1增大為R1+ΔR,同時R2減小為R2-ΔR,此時的輸出電壓為單臂工作時的兩倍。
3、差動電橋:
電阻R1、R2 、R3、R4均為應變片。當應變片承受應變時,則R1和R3增大ΔR,R2和R4減小ΔR,此時的輸出電壓為單臂工作時的四倍。
力敏傳感器是使用很廣泛的一種傳感器。它是生產過程中自動化檢測的重要部件。它的種類很多,有直接將力變換為電量的如壓電式、壓阻式等,有經彈性敏感元件轉換后再轉換成電量的如電阻式、電容式和電感式等。它主要用于兩個方面:測力和稱重。本章介紹電阻應變式傳感器、壓阻式和壓電式傳感器。

力敏傳感器的工作原理
電阻應變式傳感器是通過彈性敏感元件將外部的應力轉換成應變ε,再根據電阻應變效應,由電阻應變片將應變轉換成電阻值的微小變化,通過測量電橋轉換成電壓或電流的輸出。
力敏傳感器的單筆電橋和雙臂電橋以及差動電橋:
1、單臂電橋:
圖中的電阻R1為電阻應變片。起始時,應變片未承受應變,電橋平衡:R1 R3= R2 R4 ,此時 UO=0。
當應變片承受應變時,則R1增大為R1+ΔR,

對于等臂電橋和輸出對稱電橋,此時的輸出電壓為:
電阻R1、R2為應變片,R3、R4為固定電阻。當應變片承受應變時,R1增大為R1+ΔR,同時R2減小為R2-ΔR,此時的輸出電壓為單臂工作時的兩倍。

3、差動電橋:
電阻R1、R2 、R3、R4均為應變片。當應變片承受應變時,則R1和R3增大ΔR,R2和R4減小ΔR,此時的輸出電壓為單臂工作時的四倍。
結論:上述三種工作方式中,差動全橋工作方式的靈敏度最高,差動半橋次之,單臂電橋靈敏度最低。采用全橋(或雙臂半橋)還能實現溫度變化的自動補償。
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