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第二章温度补偿

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气候补偿器使用说明书

气候补偿器使用说明书

气候补偿器使用说明书第一章：介绍1.1 产品概述气候补偿器是一种先进的设备，旨在帮助调节环境温度和湿度，以提供舒适的生活和工作环境。

本说明书将详细介绍气候补偿器的安装、操作和维护等内容。

请仔细阅读本手册，并按照要求正确使用气候补偿器。

1.2 产品特点1.2.1 温度调节：气候补偿器可以根据环境温度自动调整温度，使室内保持在舒适的温度范围内。

1.2.2 湿度调节：气候补偿器具有湿度控制功能，能够调节室内湿度，防止过度潮湿或干燥。

1.2.3 省能环保：气候补偿器采用先进的节能技术，能够有效降低能耗，减少对环境的影响。

1.3 安全须知1.3.1 在安装、使用和维护气候补偿器时，请务必按照本说明书的要求操作，确保您的人身安全和设备的正常运行。

1.3.2 在进行安装和维护时，请务必切断电源，以免发生意外事故。

1.3.3 请勿将任何物品放置在气候补偿器周围，以避免阻碍正常的空气流通。

1.3.4 请勿将水或其他液体溅入气候补偿器内部，以免造成设备损坏或触电危险。

1.4 联系方式如需更多信息或技术支持，请联系我们的客户服务部门。

电话：XXX-XXXXXXX。

工作时间：周一至周五，9:00-17:00。

第二章：安装2.1 确定安装位置在安装气候补偿器前，请选择一个合适的位置，确保以下条件满足：2.1.1 具有足够的空间容纳气候补偿器；2.1.2 具有良好的通风条件，以便于空气流通；2.1.3 远离热源和湿度较高的区域。

2.2 安装步骤2.2.1 将气候补偿器放置在安装位置上，并使用水平仪进行校准，确保水平。

2.2.2 使用螺丝固定器具将气候补偿器固定在墙壁或天花板上。

2.2.3 连接气候补偿器的供电线路，确保电源稳定。

2.2.4 按照说明书连接气候补偿器的导风管道，以便排放室内污浊空气和引入新鲜空气。

第三章：操作3.1 打开/关闭气候补偿器3.1.1 使用遥控器或控制面板上的开关按钮，将气候补偿器打开或关闭。

3.1.2 在使用气候补偿器前，请确保电源已接通，且设备无故障。

传感器及其应用第二章习题答案

传感器及其应用第二章习题答案

第章 思考题与习题1、何为金属的电阻应变效应怎样利用这种效应制成应变片 答：（1）当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。

（2）应变片是利用金属的电阻应变效应，将金属丝绕成栅形，称为敏感栅。

并将其粘贴在绝缘基片上制成。

把金属丝绕成栅形相当于多段金属丝的串联是为增大应变片电阻，提高灵敏度，2、什么是应变片的灵敏系数它与电阻丝的灵敏系数有何不同为什么 答：（1）应变片的灵敏系数是指应变片安装于试件表面，在其轴线方向的单向应力作用下，应变片的阻值相对变化与试件表面上安装应变片区域的轴向应变之比。

εRR k /∆=（2）实验表明，电阻应变片的灵敏系数恒小于电阻丝的灵敏系数其原因除了粘贴层传递变形失真外，还存在有恒向效应。

3、对于箔式应变片，为什么增加两端各电阻条的截面积便能减小横向灵敏度答：对于箔式应变片，增加两端圆弧部分尺寸较栅丝尺寸大得多（圆弧部分截面积大），其电阻值较小，因而电阻变化量也较小。

所以其横向灵敏度便减小。

4、用应变片测量时，为什么必须采用温度补偿措施 答：用应变片测量时，由于环境温度变化所引起的电阻变化与试件应变所造成的电阻变化几乎有相同的数量级，从而产生很大的测量误差，所以必须采用温度补偿措施。

5、一应变片的电阻 R=120Ω， k=。

用作应变为800μm/m 的传感元件。

①求△R 和△R/R ；②若电源电压U=3V ，求初始平衡时惠斯登电桥的输出电压U 0。

已知：R=120Ω， k =，ε=800μm/m ； 求：①△R=，△R/R=②U=3V 时，U 0= 解①：∵ εRR k /∆=∴ Ω=⨯⨯==∆⨯=⨯==∆-1968.012080005.21064.180005.2/3R k R k R R εε解②：初始时电桥平衡（等臂电桥）∵ U RR U •∆•=410 ∴ mV U R R U 23.131064.1414130=⨯⨯⨯=•∆•=- 6、在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R 1和R 2，把这两应变片接入差动电桥（参看图2-9a ）。

现代监测技术.第二章(二)

现代监测技术.第二章(二)
四、监测系统的构成
信号检出 信号检出 ┇ 信号检出 信号转换 处理显示 信号转换 信号转换 处理显示 处理显示
接 口 总 线
存储 显示 分析 监控 判断 决策
信号检出：功能 --- 将被测信号的转换为电信号的变化 器件 --- 传感器（sensor, transducer） 信号转换：功能 --- 将传感器的输出信号转换为便于处理的形式 器件 --- 信号调理电路（signal conditioning circuit） 处理显示：功能 --- 分析、处理、显示
非接触式测温具有以下特点： （1）由于被计量物体与计量温度元件 不直接接触，所以可用来计量较高温 度，理论上辐射计量温度的方法是无 上限的。实际上，亮温法、色温法或 全辐射法的计量温度上限常在4000K左 右。光谱法往往可计量到几万开，甚 至几十万开。
（2）间接计量温度方法中常采用光电 元件作为接收器，其响应时间可达到毫 秒级或微秒级。 （3）可对物体温度场进行快速扫描，能 给出精细的热图像和物体的温度分布。 （4）可计量热容量小的物体，如金属薄 片等。间接计量温度的方法不会干扰被 计量对象的原来热状态，更不会引起温 度场的畸变，因此它的示值能够反应实 际热状态。
2.2.2 热电偶
(1) 工作原理: 两种不同导体构成闭合回路 两个节点（1、2）温度不同 热电势
接触电势： 不同导体→自由电子密度不同→扩散→电势 k-波尔兹曼常数 e-电子电荷 kT N A E AB (T ) ln NA,NB-导体AB的自由电子密度→材料 e NB T-节点绝对温度 温差电势： 同一导体→两端温度不同→电子迁移（高→ 低） →电势
其它环节：通讯接口/总线接口(RS232、RS485、GPIB、PCI、· · · · · · ) 存储、监控、决策

建筑结构试验问答题答案

建筑结构试验问答题答案

建筑结构试验问答题答案第一章结构试验概论一、名词解释1、相似模型试验：是指用适当的比例尺和相似材料制成与原型几何相似的试验对象，在模型上施加相似力系，使模型受力后重演原模型结构的实际工作状态，最后按相似条件由模型试验的结果推算实际结构的工作。

2、结构动力试验：是研究结构在不同性质动力作用下结构动力特性和动力反应的试验。

3、结构动力特性试验：是指结构在受动力荷载激励时，在结构自由振动或强迫振动情况下测量结构自身所固有的动力性能的试验。

4、结构动力反应试验：指结构在动力荷载作用下，量测结构的动力性能参数和动态反应的试验。

5、结构疲劳试验：指结构构件在等幅稳定，多次重复荷载的作用下，哦测试结构疲劳性能而进行的动力试验。

6、刚度检验法：是以30%-60%的设计荷载进行加载，测得结构变形和材料的应变与理论计算对比，如果符合得较好，可以承认试验结构和材料的可靠性。

7、承载力检验：一般加载到小于极限荷载的某一预定荷载值，检测结构受载后的反应。

8、缩尺模型试验：是原型结构缩小几何比例尺寸的试验代表物。

二、问答题1、生产性试验一般用来解决哪些问题？答：生产性试验一般用来解决：○1综合鉴定重要工程和建筑物的设计与施工质量○2鉴定预制构件的产品质量○3对已建结构进行可靠度检验，推断和估计结构的剩余寿命○4对工程改建或加固，通过试验判断结构的实际承载能力○5对受灾结构和工程质量事故，通过试验提供技术依据。

2、结构静力试验有什么特点？答：结构静力试验的特点：○1加载设备相对简单○2荷载可以逐步施加○3可以停下来仔细观测结构变形的发展，给人们以最明确和清晰的破坏概念。

3、试举出常用于动力试验中的方法有哪几种？答：常用于动力试验中的方法有：○1结构动力特性试验○2结构动力反应试验○3结构疲劳试验。

4、结构试验按试验荷载的性质不同可以分为哪几类？答：结构试验按试验荷载的性质不同可以分为：○1结构静力试验○2结构动力试验○3结构抗震试验。

自动化仪表与过程控制课程设计

自动化仪表与过程控制课程设计

自动化仪表与过程控制课程设计引言自动化是现代科学技术的重要分支之一，是制造业和生产过程中提高企业自动化水平的重要手段。

而在自动化过程中，仪表的作用愈发重要，是自动化控制的重要组成部分。

因此，在工科专业中，自动化仪表与过程控制课程的设计至关重要。

本文将介绍一份适用于大学本科工科专业的自动化仪表与过程控制课程设计，主要针对课程设置、课程内容及教学方法进行说明。

课程设置本课程适用于大学自动化、机电、电子等工科专业及相关专业的本科生。

设置为必修课程。

课时数：64学时，分为48学时的理论课和16学时的实验课。

课程内容第一章仪表基础知识1.1 仪表的定义及分类1.2 量的概念1.3 误差及其类型1.4 仪表的精度1.5 温度补偿技术1.6 信号变换与传输第二章传感器2.1 传感器的概述2.2 压力传感器2.3 温度传感器2.4 液位传感器2.5 光电传感器2.6 传感器的选择和应用第三章过程控制基础3.1 进程控制的基本概念3.2 线性控制系统3.3 非线性控制系统3.4 离散控制系统3.5 工艺数学模型3.6 控制系统的组成要素第四章模拟控制技术4.1 信号的超前/滞后、反向作用及校正4.2 模拟控制系统的组成4.3 PID控制器4.4 模拟控制器的调节4.5 工业过程控制的典型应用第五章数字控制技术5.1 数字控制系统的组成5.2 采样定理及信号处理5.3 数字控制器5.4 数字化控制系统的参数调节5.5 数字化控制器的应用第六章实验6.1 传感器基本实验及性能测试6.2 测量实验6.3 PID控制实验6.4 数字化控制实验教学方法本课程采用理论授课与实验相结合的教学方法。

理论授课重点讲解基础理论知识，注重理论与实际应用的结合，引导学生了解自动化及仪表测控原理，为后续应用理论打下基础。

实验课重点围绕课程内容，从器件的使用、检测及调整、故障分析与处理等角度进行讲解，让学生实际操作并获得实际经验。

在平时教学过程中，老师应设置互动环节，引导学生思考、发问、交流，以达到更好的教学效果。

第二章温度补偿

第二章温度补偿

非电量电测技术
二、交流电桥
讨论：
➢ 输出电压U0有两个分量： • 前一个分量的相位与输入电源电压U同相，叫同相分量； • 后一个分量的相位与电源U的相位相差900，叫正交分量。 • 两个分量均是 ΔR 的调幅波，若采用普通二极管检波电路 无法检测出调制信号ΔR ，必须采用相敏检波电路。 • 相敏检波器只检出同相分量和反相的调制信号，对正交分 量不起检波作用，只起到滤除作用。
lgslo t
则电阻丝产生的附加应变为：
2t
l lo
g
s
t
.
第二章 应变式传感器
非电量电测技术
➢ 因试件使应变片电阻产生附加形变造成的电阻变化
R t2R 0 k gs t
温度变化Δt时引起总的电阻变化△Rt
R t R t 1 R t 2 R 0 t t R 0 kg s t
.
交流电桥
第二章应变式传感器
非电量电测技术
二、交流电桥
交流电桥平衡条件：Z1Z4Z2Z30 Z& 1/Z& 2Z& 3/Z& 4
设各桥臂阻抗: ZrjxZej
式中：x—电抗、r—电阻、Z—复数的模、φ—幅角
用指数形式代入得到交流电桥平衡条件，需满足两个方程式：
• 对臂复数的模积相等，幅角之和相等。
|Z1||Z4||Z2||Z3|
1423
.
第二章应变式传感器
非电量电测技术
二、交流电桥
交流电桥输出：
U & 0 U (1 Z 1 (/Z Z 4 1 / Z Z 3 )2 /( Z 1 Z )1 /(1 Z 1 )Z 4/Z 3 )
已知 Z1Z2Z3Z4 忽略分母项 Z 1
交流单桥输出：

温度补偿原理范文

温度补偿原理范文
温度补偿原理是指在一定条件下，通过检测温度的变化，对相应的测
量值进行修正，以实现准确的测量结果。

在许多科学和工程应用中，温度
是一个重要的影响因素，对许多物理量的测量准确性都有较大的影响。

因此，为了得到准确的测量结果，必须对温度因素进行补偿。

热电温度补偿原理是基于热电效应的性质，即当两种不同金属连接成
闭合回路时，若两个接点处的温度不同，则会产生热电势差。

根据热电势
差的变化可以计算出温度的改变。

通常使用热敏电阻、热电偶等检测温度
变化，并根据其特性曲线进行补偿。

热敏电阻是一种温度变化敏感的电阻，它的电阻值随温度的变化而变化。

利用热敏电阻的特性曲线，可以测量温度的变化，并根据特定的补偿
算法对测量结果进行修正。

半导体材料的电阻值也随着温度的变化而变化，该特性可以用来测量
温度。

半导体温度传感器通常基于PN结、PT100等原理，通过检测电阻
值的变化来计算温度的变化。

光学温度补偿原理主要是通过光学传感器来测量温度变化并进行补偿。

传感器通常基于热致发光、红外线吸收等原理，在不同温度下产生特定的
光学信号，通过测量光学信号的变化来推导出温度的变化。

总之，温度补偿原理是一种通过检测温度变化并对测量值进行修正的
方法，可以提高各种物理量的测量准确性。

它在许多科学和工程应用中发
挥着重要的作用，尤其是在需要高精度测量的领域，如自动化控制、仪器
仪表、电子设备等。

随着技术的发展，温度补偿原理的研究也将越来越深入，为各领域的测量和监测提供更加准确的结果。

第二章习题与思考题

习题与思考题2-1 什么是应变效应？金属应变片与半导体应变片的工作原理有何异同？答：应变效应：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其阻值发生变化，此种现象称为电阻应变效应。

工作原理异同：相同点：均是在外力作用下使得阻值发生变化的。

不同点：金属应变片的工作原理为电阻应变效应，半导体应变片的工作原理为压阻效应。

2-2如何提高电阻应变片测量电桥的输出电压灵敏度和线性度？答：提高线性度：适当选择各桥臂电阻值，使输出电压只与被测量引起的电阻值变化量有关。

或半桥双臂工作方式时，使相邻两桥臂应变片处于差动工作状态，可以消除非线性误差。

提高灵敏度：采用全桥接法输出电压。

2-3电容式传感器有哪些种类？各有什么特点？答：变面积式电容传感器：输出与输入呈线性关系。

变间隙式电容传感器：输出与输入不呈线性关系，为提高灵敏度，减小非线性，可采用差动式结构。

变介电常数式电容传感器：结构形式多样，可用于测量物位或液位，也可测量位移。

2-4 试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容传感器的灵敏度。

为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题？ 答：如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。

当动极板移动△x 后，覆盖面积就发生变化，电容量也随之改变，其值为:C=εb （a-△x ）/d=C0-εb ·△x/d电容因位移而产生的变化量为a x C x d bC C C ∆-=∆-=-=∆00ε 其灵敏度为 : d b x C K ε-=∆∆=可见增加b 或减小d 均可提高传感器的灵敏度。

直线位移型电容式传感器2-5 电感式传感器有哪些种类？它们的工作原理是什么？答：电感式传感器分为：自感式传感器、互感式传感器、电涡流式传感器。

其工作原理是利用待测工件运动使磁路磁阻变化，从而引起传感器线圈的电感变化来检测非电量。

2-6 影响互感式传感器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？ 答：互感式传感器输出线性度和灵敏度的主要因素传感器几何尺寸、线圈电气参数的对称性、磁性材料的残余应力、测量电路零点残余电动势等。

温度补偿导线原理

温度补偿导线原理
温度补偿导线原理是指通过一种特殊的导线结构和材料，可以对测量结果进行温度补偿，以消除温度变化对测量结果的影响。

温度补偿导线通常由两种不同的金属材料组成，这两种金属具有不同的热膨胀系数。

当导线受到温度变化影响时，两种金属材料会以不同的比例发生热膨胀或收缩，导致导线整体长度发生变化。

为了实现温度补偿，通常会在测量电路中引入一个相同材料的参考导线，该参考导线与测量导线处于相同的温度环境中。

通过测量参考导线与测量导线之间的电动势差，可以得到温度引起的测量误差。

通过对测量结果进行修正，可以根据参考导线与测量导线的温度差异，计算出一个补偿系数，从而消除温度变化对测量结果的影响。

温度补偿导线的原理基于热电效应，即不同材料的导线在温度变化时会产生不同的电势差。

通过合理设计导线的结构和材料，可以使得测量结果在不同温度下具有较高的准确性和稳定性。

这种技术常用于温度传感器、温度计等需要进行精确测量的领域。

自动检测技术及应用2-1检测教案,第二章,第一节

各教学环节和内容
演示先来做一个实验。当用力拉电阻丝时，电阻丝的长度略有增加，直径略有减小，从而导致电阻值R变大。在我们这个实验中，电阻丝的阻值从初始状态的10.00Ω增大到10.05Ω，如图所示。
电阻丝在拉力作用下阻值增大
引出结论：应变效应
导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。
表2-1应变片主要技术指标
参数名称
电阻值/Ω
灵敏度
电阻温度系数/（1/℃）
极限工作温度/℃
最大工作电流/mA
PZ-120型
PJ-120型
BX-200型
BA-120型
BB-350型
PBD-1K型
PBD-120型
120
120
200
120
350
1000(1+10%)
120(1+10%)
1.92.1
1.92.1
2．应变式荷重传感器
测力或荷重（称重）的传感器很大一部分采用应变式荷重传感器。荷重传感器如图2-11所示，它的输出电压Uo正比于荷重F。
荷重传感器结构示意图
a）外形图b）应变片在承重等截面圆柱上的粘贴位置
荷重传感器的输出电压Uo正比于荷重F。实际运用中，生产厂商一般会给出荷重传感器的灵敏度KF。设荷重传感器的满量程为Fm，桥路激励电压为Ui，满量程时的输出电压为Uom，则KF被定义为
讨论调零的原理和电位器的调节方向。讨论图中的R5是用于减小调节范围的限流电阻的原理。
四、应变效应的应用
1．应变式力传感器
应变式测力传感器的几种形式
a）环式b）环式外形c）悬臂梁式
解释什么是悬臂梁？
悬臂梁是一端固定、一端自由的弹性敏感元件。悬臂梁的灵敏度较高，多用于较小力的测量。常见的电子秤中就多采用悬臂梁来测量质量（重量）。
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平衡电路：事实上交流电桥很难处于平衡状态，只能使零 平衡电路：事实上交流电桥很难处于平衡状态，
输出尽量小， 所以会产生零输出，因此须设置平衡电路。 输出尽量小， 所以会产生零输出，因此须设置平衡电路。 电阻平衡电路调节直流基波 电阻平衡电路调节直流基波成分 基波成分 电容平衡电路调节交流高次 电容平衡电路调节交流高次谐波 调节交流高次谐波
第二章 应变式传感器
非电量电测技术
• 电阻丝材料与测试材料的线膨胀系数不同。
由于敏感栅材料和被测构件材料两者线膨胀系数不同，当∆t 存在时， 引起应变片的附加应变，设
则电阻丝产生的附加形变
∆l = (β g − β s )lo ∆t
∆l ε 2t = = (β g − β s )∆t lo
Hale Waihona Puke (βg> βs )
第二章 应变式传感器
非电量电测技术
2. 应变片温度补偿
温度补偿方法有：线路补偿、自补偿、辅助测量补偿、 温度补偿方法有：线路补偿、自补偿、辅助测量补偿、 热敏电阻补偿、计算机补偿等。 热敏电阻补偿、计算机补偿等。 • 自补偿法，具有温度补偿作用的应变片RB称为补偿片,用特 自补偿法，具有温度补偿作用的应变片R 称为补偿片, 制的温度补偿片进行补偿。 制的温度补偿片进行补偿。当温度变化时产生的附加应变 相互抵消，补偿片制作的原理是使ε 相互抵消，补偿片制作的原理是使εt=0。 α ∆t εt = t +( βg − βs ) ∆t αt = −k βg − βs k
与直流电桥有明显的差别。 与直流电桥有明显的差别。
第二章应变式传感器 二、交流电桥
非电量电测技术
• 交流电桥由单频交流电源供电，交流电桥各臂的电阻 交流电桥由单频交流电源供电，
要考虑分布电容的影响，这时桥臂不再是纯电阻了，可 要考虑分布电容的影响，这时桥臂不再是纯电阻了， 将桥臂视为复阻阻抗， 将桥臂视为复阻阻抗，分别为
第二章 应变式传感器
非电量电测技术
电阻丝阻值与温度关系： 电阻丝阻值与温度关系：
∆Rt / R0 = αt ∆t + k ( βg − βs ) ∆t
温度变化引起） （温度变化引起）
折 合 成 应 变 量 εt = ∆Rt / R0 = αt ∆t +( βg − βs ) ∆t
k k
因环境温度改变引起的附加电阻变化与以下内容有关: 环境温度变化Δt； 应变片本身的性能参数___应变片灵敏度k ; 电阻丝温度系数αt、膨胀系数βs；试件参数βg。
则电阻丝产生的附加应变为：
第二章 应变式传感器
非电量电测技术
因试件使应变片电阻产生附加形变造成的电阻变化
∆R 2 = R k ( βg − βs ) ∆t t 0
温度变化Δt时引起总的电阻变化△Rt
∆Rt = ∆Rt1 +∆Rt 2 = R0αt ∆t + R0k ( βg − βs ) ∆t
式中： k 为应变片灵敏度; αt电阻温度系数; βs电阻丝膨胀系数; βg试件膨胀系数.
第二章 应变式传感器
非电量电测技术
三 应变片温度误差及补偿 1. 应变片温度误差 应变片安装在自由膨胀的试件上，如果环境温度变化， 应变片安装在自由膨胀的试件上，如果环境温度变化， 应变片的电阻也会变化，这种变化叠加在测量结果中称应 应变片的电阻也会变化，这种变化叠加在测量结果中称 变片温度误差。应变片温度误差来源有两个主要因素： 应变片温度误差来源有两个主要因素：
第二章应变式传感器
2.4 应变式传感器的应用 （1）电阻应变仪 按测量应变力的频率 按测量应变力的频率可分为 频率可分为 静态应变仪 动态应变仪 静态应变仪 ,动态应变仪
非电量电测技术
又可细分为： 又可细分为： 5Hz； 静动态——几百Hz； 几百Hz 静态 —— 5Hz； 静动态——几百Hz； 5KHz； 超动态——几十KHz。 几十KHz 动态 —— 5KHz； 超动态——几十KHz。 不同应变频率范围的应变仪， 不同应变频率范围的应变仪，数据采集与数据处理电路 有较大差别。 有较大差别。
第二章应变式传感器
二、交流电桥 讨论： 讨论：
非电量电测技术
输出电压U 有两个分量： 输出电压U0有两个分量： • 前一个分量的相位与输入电源电压U同相，叫同相分量； 前一个分量的相位与输入电源电压U同相， 同相分量； • 后一个分量的相位与电源U的相位相差900，叫正交分量。 后一个分量的相位与电源U的相位相差90 正交分量。 • 两个分量均是 ΔR 的调幅波，若采用普通二极管检波电路 调幅波， 无法检测出调制信号ΔR 必须采用相敏检波电路。 无法检测出调制信号ΔR ，必须采用相敏检波电路。 相敏检波电路 • 相敏检波器只检出同相分量和反相的调制信号，对正交分 相敏检波器只检出同相分量和反相的调制信号 检波器只检出同相分量和反相的调制信号， 量不起检波作用，只起到滤除作用。 量不起检波作用，只起到滤除作用。
Ra Rb
焊点
第二章 应变式传感器
桥路补偿法 •
非电量电测技术
测量应变时，使用两个应变片，一片贴在被测试件的表面，图中R1称
为工作应变片。另一片贴在与被测试件材料相同的补偿块上，图中R2， 称为补偿应变片 如果R 电桥平衡时输出为零； 如果R1R4=R2R3，电桥平衡时输出为零； 温度系数相同，当无应变而温度 若R1、RB温度系数相同，当无应变而温度 变化时ΔR 电桥平衡； 变化时ΔR1 = ΔR2 ，电桥平衡； 当有应变时， 有增量ΔR 当有应变时，R1有增量ΔR1，ΔR1 =R1k0ε， 补偿片无变化， 0； 补偿片无变化，ΔR2 = 0； 此时电桥的输出电压与温度无关
RR = R R 1 4 2 3
R C2 = RC 2 1 1
• 当应变引起阻抗变化时,有（增、减）阻抗变化 当应变引起阻抗变化时,
Z1 ' = Z1 +∆Z
∆ & 1 &Z U0 = U 2 Z
Z2 ' = Z2 −∆Z
交流电桥输出用以上参数代入（半桥） 交流电桥输出用以上参数代入（半桥）
1 ∆R U ωC U U0 = − j ∆R 2 2 2 2 2 2 1+ω R C R 2 1+ω R C 2
RR4 = R2R3 1
R2C2 = RC1 1
R5R6组成电阻平衡调节电路， 组成电阻平衡调节电路， 改变R 改变R6使R1 R2 R5电阻值变化
C、R组成电容平衡调节电路， 组成电容平衡调节电路， 改变R 改变R使Z1 Z2 阻抗变化
第二章应变式传感器 二、交流电桥
平衡电路： 平衡电路：
非电量电测技术
(
)
被测材料β 给定，制作中改变栅丝的合金成分， 被测材料βg给定，制作中改变栅丝的合金成分，控制温度 系数α 抵消。 系数αt，使βs、βg 抵消。
• 双丝组合式自补偿应变片 是由两种不同电阻温度系数（一种为正值， 一种为负值）的材料串联组成敏感栅，以 达到一定的温度范围内在一定材料的试件 上实现温度补偿的，如图。这种应变片的 自补偿条件要求粘贴在某种试件上的两段 两段 敏感栅， 敏感栅，随温度变化而产生的电阻增量大 小相等，符号相反， 小相等，符号相反，即 (∆Ra) t= – (∆Rb) t
• 所以输出电压在输出输入同频同相时可写为 所以输出电压在输出输入同频同相时可写为
1 ∆Z U0 = U 1 4 Z1
U0 =
U ∆R 4 R
即信号频率ω不高时，分布电容C 很小时， 即信号频率ω不高时，分布电容C 很小时， 交流应变电桥仍可看成纯电阻性电桥
第二章应变式传感器 二、交流电桥
非电量电测技术
R1 USC R3 E R4 R2
桥路补偿法
第二章应变式传感器
2.4 应变式传感器的应用 （1）电阻应变仪
非电量电测技术
电阻式应变传感器的应用主要分为两大类： 电阻式应变传感器的应用主要分为两大类：
1.与弹性元件组合使用，测量力、压力、位移、速度、 1.与弹性元件组合使用，测量力、压力、位移、速度、加速度 与弹性元件组合使用 等物理量（如电子秤）。 等物理量（如电子秤）。 2.应变片直接粘贴在被测试件上测量构件的应力、应变、 应变片直接粘贴在被测试件上测量构件的应力 2.应变片直接粘贴在被测试件上测量构件的应力、应变、形变 一次性使用）；通过电阻应变仪实现应变测量. ）；通过电阻应变仪实现应变测量 （一次性使用）；通过电阻应变仪实现应变测量. • 电阻应变仪是直接测量应变的专用仪器，在科研和工业生产中常 电阻应变仪是直接测量应变的专用仪器， 是直接测量应变的专用仪器 常要对构件或组件的应变进行测量。 常要对构件或组件的应变进行测量。 • 如:测量高压容器的变形时压力—高压气瓶、高压锅炉、高压锅; 测量高压容器的变形时压力—高压气瓶、高压锅炉、高压锅; 机械设备的构件形变研究—火炮炮管、汽车底盘、飞机机翼。 机械设备的构件形变研究—火炮炮管、汽车底盘、飞机机翼。
交流单桥输出： & 交流单桥输出： U0 = 1U ∆Z1 单桥输出 4 Z1 交流半桥输出： 交流半桥输出： 半桥输出
& 1 ∆Z1 U0 = U 2 Z1
R 1 Z1 = 1+ jωRC 1 1
∆Z1 ≈
∆R 1 (1+ jωRC )2 1 1
第二章应变式传感器 二、交流电桥
非电量电测技术
若半桥Z 若半桥Z3、Z4为固定电阻，Z1、Z2为两个应变片阻值为R1、R2， 为固定电阻， 为两个应变片阻值为R 分布电容为C 电桥平衡时实部、虚部分别相等。 分布电容为C1、C2，电桥平衡时实部、虚部分别相等。 交流电桥除满足电阻平衡条件外,还必须要满足电容平衡条件： 交流电桥除满足电阻平衡条件外,还必须要满足电容平衡条件：
Z1、 2、 3、 4 Z Z Z
• 电源电压、输出电压分别用复数表示 电源电压、 交流电桥输出特征方程为