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电阻应变片的测量电路有哪些?如何实现温度误差的温度补偿?

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-05-14
电阻应变片的测量电路有哪些?如何实现温度误差的温度补偿?

测量电路一般用直流电桥或交流电桥。温度补偿可以采用温度补偿片比较方便

第一个问题:电阻应变片的测量电路 在使用应变片测量应变时,必须用适当的办法测量其电阻值的微小变化。为此,一般是把应变片接入某种电路,让其电阻值的变化对电路进行某种控制,使电路输出一个能模拟该电阻值变化的信号,然后,只要对这个电信号进行相应的处理就行了。常规电测法使用的电阻应变仪的输入回路叫做应变电桥,它是以应变片作为其部分或全部桥臂的四臂电桥。它能把应变片电阻值的微小变化转化成输出电压的变化。在此,仅以直流电压电桥为例加以说明。 一、电桥的输出电压 电阻应变仪中的电桥线路如图A-4所示,它是以应变片或电阻元件作为电桥桥臂。可取为应变片、和为应变片或~均为应变片等几种形式。、和、分别为电桥的输入端和输出端。根据电工学原理,可导出当输入端加有电压时,电桥的输出电压为当时,电桥处于平衡状态。因此,电桥的平衡条件为。当处于平衡的电桥中各桥臂的电阻值分别有、、和的变化时,可近似地求得电桥的输出电压为由此可见,应变电桥有一个重要的性质:应变电桥的输出电压与相邻两桥臂的电阻变化率之差、相对两桥臂电阻变化率之和成正比。对于平衡电桥,如果相邻两桥臂的电阻变化率大小相等、符号相同,或相对两桥臂的电阻变化率大小相等、符号相反,则电桥将不会改变其平衡状态,即保持。如果电桥的四个桥臂均接入相同的应变片,则有式中,~分别为接入电桥四个桥臂的应变片的应变值。

第一个问题:电阻应变片的测量电路 在使用应变片测量应变时,必须用适当的办法测量其电阻值的微小变化。为此,一般是把应变片接入某种电路,让其电阻值的变化对电路进行某种控制,使电路输出一个能模拟该电阻值变化的信号,然后,只要对这个电信号进行相应的处理就行了。常规电测法使用的电阻应变仪的输入回路叫做应变电桥,它是以应变片作为其部分或全部桥臂的四臂电桥。它能把应变片电阻值的微小变化转化成输出电压的变化。在此,仅以直流电压电桥为例加以说明。 一、电桥的输出电压 电阻应变仪中的电桥线路如图A-4所示,它是以应变片或电阻元件作为电桥桥臂。可取为应变片、和为应变片或~均为应变片等几种形式。、和、分别为电桥的输入端和输出端。根据电工学原理,可导出当输入端加有电压时,电桥的输出电压为当时,电桥处于平衡状态。因此,电桥的平衡条件为。当处于平衡的电桥中各桥臂的电阻值分别有、、和的变化时,可近似地求得电桥的输出电压为由此可见,应变电桥有一个重要的性质:应变电桥的输出电压与相邻两桥臂的电阻变化率之差、相对两桥臂电阻变化率之和成正比。对于平衡电桥,如果相邻两桥臂的电阻变化率大小相等、符号相同,或相对两桥臂的电阻变化率大小相等、符号相反,则电桥将不会改变其平衡状态,即保持。如果电桥的四个桥臂均接入相同的应变片,则有式中,~分别为接入电桥四个桥臂的应变片的应变值。 图A-4 电桥原理 图A-5 半桥单臂温度补偿接法 二、温度效应的补偿 贴有应变片的构件总是处在某一温度场中。若敏感栅材料的线膨胀系数与构件材料的线膨胀系数不相等,则当温度发生变化时,由于敏感栅与构件的伸长(或缩短)量不相等,在敏感栅上就会受到附加的拉伸(或压缩),从而会引起敏感栅电阻值的变化,这种现象称为温度效应。敏感栅电阻值随温度的变化率可近似地看作与温度成正比。温度的变化对电桥的输出电压影响很大,严重时,每升温,电阻应变片中可产生几十微应变。显然,这是非被测(虚假)的应变,必须设法排除。排除温度效应的措施,称为温度补偿。根据电桥的性质,温度补偿并不困难。只要用一个应变片作为温度补偿片,将它粘贴在一块与被测构件材料相同但不受力的试件上。将此试件和被测构件放在一起,使它们处于同一温度场中。粘贴在被测构件上的应变片称为工作片。在连接电桥时,使工作片与温度补偿片处于相邻的桥臂,如图A-5所示。因为工作片和温度补偿片的温度始终相同,所以它们因温度变化所引起的电阻值的变化也相同,又因为它们处于电桥相邻的两臂,所以并不产生电桥的输出电压,从而使得温度效应的影响被消除。必须注意,工作片和温度补偿片的电阻值、灵敏系数以及电阻温度系数应相同,分别粘贴在构件上和不受力的试件上,以保证它们因温度变化所引起的应变片电阻值的变化相同。 三、应变片的布置和在电桥中的接法 应变片感受的是构件表面某点的拉应变或压应变。在有些情况下,该应变可能与多种内力(比如轴力和弯矩)有关。有时,只需测量出与某种内力所对应的应变,而要把与其它内力所对应的应变从总应变中排除掉。显然,应变片本身不会分辨各种应变成分,但是只要合理地选择粘贴应变片的位置和方向,并把应变片合理地接入电桥,就能利用电桥的性质,从比较复杂的组合应变中测量出指定的应变。应变片在电桥中的接法常有以下三种形式:(1)半桥单臂接法 如图A-5所示,将一个工作片和一个温度补偿片分别接入两个相邻桥臂,另两个桥臂接固定电阻。如果工作片的应变为,则电桥的输出电压为(2)半桥双臂接法 如图A-6所示,将两个工作片接入电桥的两个相邻桥臂,另两个桥臂接固定电阻,两个工作片同时互为温度补偿片。如果工作片的应变分别为和,则电桥的输出电压为若,则电桥的输出电压为即为半桥单臂接法的两倍。 图A-6 半桥双臂接法 图A-7 全桥接法(3)全桥接法 如图A-7所示,电桥的四个桥臂全部接入工作片,如果工作片的应变分别为、、和,则电桥的输出电压为若,则电桥的输出电压为即为半桥单臂接法的四倍。必须注意,接入同一电桥各桥臂的应变片(工作片或温度补偿片)的电阻值、灵敏系数和电阻温度系数均应相同。应变片在构件上的布置可根据具体情况灵活采取各种不同的方法。应变片在构件上的布置和在电桥中的接法可参见有关资料。 第二个问题:根据电桥的性质,温度补偿并不困难。只要用一个应变片作为温度补偿片,将它粘贴在一块与被测构件材料相同但不受力的试件上。将此试件和被测构件放在一起,使它们处于同一温度场中。粘贴在被测构件上的应变片称为工作片。在连接电桥时,使工作片与温度补偿片处于相邻的桥臂,如图A-5所示。因为工作片和温度补偿片的温度始终相同,所以它们因温度变化所引起的电阻值的变化也相同,又因为它们处于电桥相邻的两臂,所以并不产生电桥的输出电压,从而使得温度效应的影响被消除。


18515472221电阻应变式传感器的测量电路有哪些
钱盾毛答:电阻应变式传感器的测量电路主要包括:电桥电路、放大电路和滤波电路。首先,电桥电路是电阻应变式传感器中最常用的测量电路之一。它的基本工作原理是通过对应变片电阻的变化来测量应变。电桥电路通常由四个电阻组成,其中一个是应变片,其余三个是固定电阻。当应变片受到外力作用发生形变时,其电阻值会发生变...

18515472221电阻应变式传感器的测量电路有哪些
钱盾毛答:电阻应变式传感器的测量电路有直流电桥。为了检测应变片电阻的微小变化,需通过测量电路把电阻的变化转化为电压和电流后由仪表读出。在应变式传感器中常用的转换电路是桥式电路。按输入电源性质的不同,桥式电路可分为交流电桥和直流电桥两类。在大多数情况下,采用的是直流电桥电路。下面以直流电桥为例子分析...

18515472221电桥电路有哪几种?它们各自的灵敏度与线性度如何
钱盾毛答:电阻应变片测量电路通常分直流电桥和交流电桥,主要的性能指标是非线性、 灵敏度和负载特性.(l)直流电压源单臂桥.如图5一12所示为直流电压源单臂桥的基本电路,电 压输出表示为B凡忽略温度对电阻的影响,若Rl、尺:}补\_义夕}!和R;的阻值固定,R:没有应变时能使电}、‘一一一弓一一一一曰 桥达到平衡...

18515472221电阻应变片式传感器的工作原理是什么?常用的测量电路由哪些?各有什么特...
钱盾毛答:对应临臂的两个电阻的阻值减小,这时桥路就不平衡,有输出对应于外界大小而变化的电压。该类传感器一般都是用于对压力的检测,常用于压力变送器。电阻应变是传感器对外界的压力变化很敏感,灵敏度较高,且对应于外界压力变化呈线性关系。但它能承受的压力较小,一般用于低压的压力检测。

18515472221电阻应变片直流电桥有几种测量电路
钱盾毛答:对电阻应变片直流电桥的差分输出信号就用仪表放大器电路。如下图(如果电桥的输出阻抗很低,也可以省掉仪表放大器电路的第一级)。

18515472221电阻应变片的连接方式有哪些?
钱盾毛答:在实际测量中,常采用的电桥连接方法包括如下几种 ,下面向大家一一介绍:一、全桥接线法 在测量电桥的四个桥臂上全部连接电阻应变计,称为全桥接线法(全桥线路),如图1-5(a)所示。对于等臂电桥,此时应变仪的应变读数为:εr = ε1 - ε2 + ε3 - ε4 (1-8)(a)全桥线路 ...

18515472221电阻应变片式传感器常用转换测量电路是什么?? 按供乔电源性质不同 乔式...
钱盾毛答:常用的也是目前用的较多的转换电路是差动式全桥电路。(差动式全桥具有灵敏度最高,线性最好的特点)按供桥电源性质不同,可以分为恒压式供电和恒流式供电,用的较多的是恒流式供电。恒流供电可以精确控制流过应变电阻的电流大小,减小电热导致的测量误差。

18515472221电阻应变片的应变怎样测量的啊?
钱盾毛答:有电桥特性可知,只要将补偿片正确的接在桥路中即可消除温度变化所产生的影响。2.工作片补偿法 这种方法不需要补偿片和补偿块,而是在同一被测构件上粘贴几个工作应变片,根据电桥的基本特性及构件的受力情况,将工作片正确地接入电桥中,即可消除温度变化所引起的应变,得到所需测量的应变。

18515472221电阻应变式传感器的测量电路有哪些
钱盾毛答:由于弹性敏感元件和应变片的应变量一般都很小,电阻值的变化量也很小,不易被观察、记录和传输,需要通 过电桥电路将该电阻值的变化量放大,并转换成电压或电流信号。

18515472221求一份<<电阻应变式传感器测微小形变>>的实验预习报告!实验报告也行...
钱盾毛答:在悬臂梁固定端A处贴一应变片,在悬臂梁变形端B处贴一同型号同规格的应变片,在C端挂一砝码托盘以备加载。将A处的应变片作为温度补偿片R1,B处的应变片Rx作为传感器测量应变,用多体电阻箱R2、Ra和微调电阻箱Rb以及R1、Rx组成一电桥,作为微小形变测量电路。当C处加载时,悬臂梁将向下弯曲,B处...


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