电阻应变式传感器霍婷婷分析

传感器与检测技术第三版徐科军课后答案【篇一：传感器及检测技术教案全】>信息学院教案1课时分配表23第1课一．章节名称绪论1.1，1.2，1.4，1.5二．教学目的1、掌握内容：传感器的静态特性，动态特性；2、了解内容：传感器的定义，组成，自动检测技术的发展和应用；三．安排课时： 2学时四．教学内容（知识点）1．自动检测系统的组成；2．传感器的定义，组成，传感器的分类； 3. 传感器的静态特性；4. 传感器的动态特性； 5. 传感器的标定和校准五．教学重点、难点1．传感器的静态特性和动态特性； 2．传感器的标定和校准；六．选讲例题1．活塞压力计标定； 2．压力传感器的动态标定；七．作业要求7什么是传感的静态特性？有那些指标？如何用公式表示？ 8什么是传感器的动态特性？有那些分析方法？八．环境及教具要求多媒体教室、powerpoint九．教学参考资料1．《传感器与检测技术》，徐科军；2．《传感器原理与应用》，程德福；4第2课一．章节名称1.3 测量误差和数据处理；二．教学目的1、掌握内容：测量误差的表示方法，数据处理的基本方法；2、了解内容：误差的概念和分类，精度；三．安排课时：2学时四．教学内容（知识点）1．测量误差的概念和分类； 2. 精度3. 误差的表示方法；4. 随机误差的处理方法；5. 系统误差的处理； 6，粗大误差的处理； 7．数据处理的基本方法五．教学重点、难点1．误差的处理方法； 2．数据处理的基本方法；六．选讲例题1．补偿法测量高频小电容； 2．对照法消除系统误差；七．作业要求2正态分布的随机误差有什么特点？3、什么是系统的引用相对误差？它有什么意义？八．环境及教具要求多媒体教室、powerpoint九．教学参考资料1．《传感器与检测技术》，徐科军5【篇二：自动检测技术】............................................................................................................ ... - 2 -2、关键词........................................................................................................ ............................ - 2 -3、引言 ....................................................................................................... ................................ - 2 -4、电阻式传感器概述........................................................................................................ ........ - 2 -4、1电阻应变式传感器 ..................................................................................................... - 3 -4、1、1 基本原理 ...................................................................................................... - 3 - 4、2 电阻应变式传感器的应用 ........................................................................................ - 5 - 4、3 电阻应变式传感器的应用行业： ............................................................................ - 7 - 4、4 电阻应变式传感器的在具体工程中的应用 ............................................................ - 7 -4、4、1、电阻触摸屏 ................................................................................................ - 7 - 4、4、2地磅 ....................................................................................................... ........ - 8 - 4、5电阻应变式传感器的发展趋势 ................................................................................. - 8 -5、参考文献........................................................................................................ ........................ - 9 -1、前言传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

电阻应变式传感器是一种常用的测量物体受力或变形情况的传感器，通过测量物体的应变来获取所需的物理量。

而电桥测量电路则是用来测量电阻变化的一种常见电路，结合两者可以实现对物体受力或变形情况的准确测量。

一、电阻应变式传感器的基本原理和特点电阻应变式传感器是一种将物理量（如力、压力等）转化为电信号的传感器。

它的基本原理是通过应变片（或称为应变贴片）来感知物体的受力或变形情况，进而将其转化为电阻值的变化。

当物体受到外力作用时，应变片会产生应变，从而导致其电阻值发生变化，通过测量电阻的变化可以间接得到受力或变形的大小。

电阻应变式传感器的特点包括灵敏度高、响应速度快、结构简单、成本低廉等，因此在工业控制和自动化领域得到了广泛的应用。

二、电桥测量电路的基本原理和特点电桥测量电路是一种常见的用于测量电阻变化的电路，它利用电桥平衡原理来测量电阻的变化。

电桥由四个电阻组成，当电桥中的电阻发生变化时，会导致电桥的电平发生变化，通过测量这种变化可以得到电阻的大小。

电桥测量电路的特点包括精度高、稳定性好、适用范围广等，因此被广泛应用于各种电阻测量场合。

三、电阻应变式传感器与电桥测量电路的结合将电阻应变式传感器与电桥测量电路结合起来，可以实现对物体受力或变形情况的准确测量。

具体而言，可以通过将电阻应变式传感器的应变片接入电桥测量电路中来实现对电阻变化的测量，从而间接得到物体受力或变形的大小。

结合两者的特点，可以实现对物体受力或变形情况的高精度、高稳定性测量，适用于各种工业控制和自动化领域。

四、电阻应变式传感器电桥测量电路的优化和应用在实际应用中，为了提高测量的精度和稳定性，可以对电阻应变式传感器电桥测量电路进行优化。

可以根据具体的应用场景选择合适的电阻应变式传感器和电桥测量电路，进行匹配和调试，以实现最佳的测量效果。

电阻应变式传感器电桥测量电路在工业控制和自动化领域有着广泛的应用，例如在机械设备的负载检测、结构件的变形监测、地质勘探等领域都有着重要的作用。

电阻式半导体气敏传感器的基本性能分析09电本120091004106 成绩：摘要：利用理论分析与参阅相关技术手册，了解电阻式半导体气敏传感器的结构，基本原理，推导气敏传感器的特性参数：电阻值，灵敏度，漂移等。

能够在充分研究理论知识之后，学会简单的应用，设计电路，利用温度补偿降低其对传感器稳定性的影响。

关键词：电阻半导体气敏传感器基本原理特性参数温度补偿The basic performance analysis of Resistance-typesemiconductor gas sensorAbstractAccording to the theoretical analysis, refer to the relevant technical manual to understand the structure of Resistance-type semiconductor gas sensor and it's basic principles. Derive the characteristic parameters of gas sensors,like sensitivity, linearity, drift, selection characteristics.Making full use of the theoretical knowledge , learn simple applications to design a circuit for using the temperature compensation to reduce its impact on the stability of the sensor.Keywords:Resistance-type semiconductorbasic principles characteristic parameters the temperature compensation引言气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。

基于并联游标效应的MZ光纤应变传感器增敏解调系统
王婷婷;柯炜;王秀婷
【期刊名称】《光通信技术》
【年(卷),期】2024(48)1
【摘要】为了进一步提高马赫-曾德尔(MZ)光纤应变传感器的灵敏度,设计了一种基于并联游标效应的MZ光纤应变传感器增敏解调系统。

该系统由传感干涉仪和参考干涉仪并联组成,2个干涉仪都是单模-无芯-少模-单模(SNFS)结构的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)。

通过提取2个SNFS-MZI传输信号的差频成分并跟踪其波谷的移动,提高系统应变灵敏度。

此外,通过单独提取参考干涉仪的干涉谱,从而消减应变测量时的温度串扰。

实验结果表明:该系统的应变灵敏度为7.39 pm/με,约为单个传感干涉仪的应变灵敏度5倍;通过调节参考干涉仪和传感干涉仪的传感臂长,可以灵活调节MZ光纤应变传感器增敏解调系统的灵敏度性能。

【总页数】5页(P13-17)
【作者】王婷婷;柯炜;王秀婷
【作者单位】南京信息工程大学电子与信息工程学院;南京师范大学计算机与电子信息学院/人工智能学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN253
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5.基于并联法布里-珀罗干涉仪游标效应的增敏光纤湿度传感器
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基于Excel实现电阻应变式传感器实验数据的处理
田红梅;秦好泉;滕坚
【期刊名称】《深圳职业技术学院学报》
【年(卷),期】2008(007)003
【摘要】基于应变效应,利用单臂电桥的平衡原理,测定了电阻应变式传感器的力学-电学关联特性曲线,得到质量-电压定标方程.基于该定标曲线,在传感器的线形工作区域,实现了电子秤功能,并对实际物品进行了称量.同时利用Excel,采用数据绘图、线形回归等方法对实验数据进行了分析处理.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】田红梅;秦好泉;滕坚
【作者单位】深圳职业技术学院,工业中心,广东,深圳,518055;深圳职业技术学院,工业中心,广东,深圳,518055;深圳职业技术学院,工业中心,广东,深圳,518055
【正文语种】中文
【中图分类】O4-39
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5.关于药学类专业开设实验数据处理方法课程的必要性与可行性的探讨——基于Microsoft Excel软件的数据处理方法的活用 [J], 白文明;陈建平;牡丹;武旭芳;布仁
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实验名称：电阻式应变式传感器灵敏度特性的研究研究实验原理：略见预习报告略见预习报告实验内容：使用传感器实验仪及其组合装置，研究电阻应变式传感器在单臂、半桥和全桥电路中灵敏度的测量和比较。

较。

实验步骤：1. 熟悉仪器各部件配置、功能和使用方法、操作注意事项等，并观察应变片位置，熟悉仪器上的电桥线路。

悉仪器上的电桥线路。

2. 作好检查导线和仪器调零后，开始按照下图一连接单臂电桥线路，并检查线路确实无误后接通总电源及单位电源，装上传感器称重托盘准备开始实验。

器称重托盘准备开始实验。

3. 逐个往托盘上放砝码，并记录输出电压值，放完十个砝码后再逐个取下同时记录一组数据。

一组数据。

4. 更换线路，对半桥线路和全桥线路完成同上操作。

上操作。

实验数据：单臂电桥单臂电桥/W g 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 上升上升/V mv 0 13 25 38 51 64 77 89 103 116 129 单臂电桥单臂电桥/W g 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 下降下降/V mv 129 116 103 90 77 65 52 39 27 13 2 半桥电路半桥电路 /W g 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200上升上升/V mv 0 26 51 77 103 129 155 181 206 232 257 半桥电路半桥电路/W g 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 下降下降/V mv 257 232 207 181 155 130 104 76 53 27 2 全桥电路全桥电路/W g 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 上升上升 /V mv 0 50 100 150 199 250 300 351 401 451 502 全桥电路全桥电路 /W g 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 下降下降 /V mv 502 452 403 353 304 254 202 152 10253 3 并作出各组数据图线如下：并作出各组数据图线如下：121212加载（或加热）与减载（降温）过程中对应物理量的变化有滞后效应。

动态电阻应变仪各环节的时域波形分析动态电阻应变仪是一种用于测量物体表面应变变化的仪器，它能够实时监测物体表面的微小变形，广泛应用于工程结构、航空航天、汽车制造等领域。

动态电阻应变仪的各个环节对于测量性能都有着重要影响，其中时域波形分析是评估其性能的重要手段。

本文将从动态电阻应变仪的原理入手，逐步介绍其各环节，并对各环节的时域波形进行分析，以便读者更加深入地理解动态电阻应变仪的工作原理和性能特点。

1. 动态电阻应变仪原理简介动态电阻应变仪是利用电阻应变效应来测量物体表面应变的仪器。

当物体受到外力作用时，其表面会产生微小的应变，这些应变会导致电阻值的变化。

动态电阻应变仪通过测量电阻值的变化来得到物体的应变信息，从而实现对应变的实时监测。

2. 传感器部分的时域波形分析传感器是动态电阻应变仪中最关键的部分之一，它直接接触物体表面并感知应变信息。

传感器的性能直接影响测量的准确度和稳定性。

在时域波形分析中，我们可以观察到传感器输出的信号波形，通过分析波形的频率、幅值和变化规律来评估传感器的灵敏度和响应速度。

3. 信号处理部分的时域波形分析动态电阻应变仪会对传感器输出的信号进行放大、滤波和数字化处理，以得到更准确的应变信息。

信号处理部分的时域波形分析可以帮助我们了解信号处理环节对波形的影响，例如放大倍数对波形的幅值影响、滤波器对波形频率成分的截取等。

通过分析这些波形，我们可以评估信号处理部分对于应变信号的保真度和准确度的影响。

4. 数据输出部分的时域波形分析动态电阻应变仪会将处理后的应变信号输出到数据采集系统或显示器上。

数据输出部分的时域波形分析可以帮助我们了解测量结果的真实性和稳定性。

通过分析输出波形的波动情况、噪声水平和数据变化规律，我们可以评估数据输出部分对于最终测量结果的影响。

总结回顾通过对动态电阻应变仪各环节的时域波形进行分析，我们可以更全面地了解其工作原理和性能特点。

传感器部分影响了信号的灵敏度和响应速度，信号处理部分影响了信号的准确度和保真度，数据输出部分影响了最终测量结果的稳定性和真实性。

项目2电阻式传感器原理与应用1.什么是应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。

答：应变效应是指金属丝的电阻值随着它所受的机械形变的大小而发生相应变化的现象。

现有如图2.1.1所示的一根金属电阻丝，其电阻值设为R，电阻率为ρ，截面积为S，长度为l则电阻值的表达式为R＝ρlS当电阻丝受到拉力作用时将沿轴线伸长，伸长量设为△l，横截面积相应减小△S，电阻率的变化设为△ρ，则电阻的相对变化量为∆R R＝∆ρρ+∆ll−∆SS2. 金属电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何区别?各有何优缺点?答：金属电阻应变片性能稳定、精度较高，至今还在不断地改进和发展，并在一些高精度应变式传感器中得到了广泛的应用。

这类应变片的主要缺点是应变灵敏系数较小。

半导体应变片灵敏度高，其灵敏系数比金属电阻应变片约高50倍，但稳定性差，容易受到外界温度的干扰。

3.有一金属电阻应变片，其灵敏度K＝2.5，R＝120Ω，设工作时其应变为1200με，则△R是多少?若将此应变片与2V直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流。

解：∆R=RKε=120×2.5×1200×10−6=0.36Ω，无应变时：电流I=VR =2120=0.01667安培，有应变时：电流I=VR+∆R =2120+0.36=0.01661安培，4.应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体．直径D＝100mm，材料弹性模量E＝205×109N／m2，用它称500kN的物体，若用电阻丝式应变片，应变片的灵敏系数K＝2，R＝120Ω，问电阻变化多少?解：直径D＝100mm, 应变ε=FSE =500KNπ10042×10−6×205×109=22050π，∆R=RKε=120×2×22050π=0.0746Ω5.试述应变片温度误差的概念、产生原因和补偿办法。

答：)温度误差由于测量现场环境温度改变而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差。

一、原理由欧姆定律知，对于长为、截面积为、电阻率为的导体，其电阻若、和均发生变化，则其电阻也变化，对上式全微分，有设半径为的圆导体，=，代入上式，电阻的相对变化为因为则式中——导体的纵向应变。

其数值一般很小，常以微应变度量，1=10－6；——材料泊桑比，一般金属=0.3-0.5；——压阻系数，与材质有关；E——材料的弹性模量。

上式中，表示几何尺寸变化而引起电阻的相对变化量；表示由于材料电阻率的变化而引起电阻的相对变化量。

不同属性的导体，这两项所占的比例相差很大。

若定义导体产生单位纵向应变时，电阻值相对变化量为导体的灵敏度系数，则显然，S S愈大，单位纵向应变引起的电阻值相对变化愈大，说明应变片愈灵敏。

可用不同的导体材料制成应变片，目前主要有金属电阻应变片和半导体应变片两类。

二、金属电阻应变片１.结构形式原理：对于金属电阻应变片，材料电阻率随应变产生的变化很小，可忽略，得：电阻丝应变片又称金属丝电阻应变片,其优点是制作方便,应变横向效应大.选用应变片时，要考虑应变片的性能参数，主要有：应变片的电阻值、灵敏度、允许电流和应变极限等。

市售金属电阻应变片的电阻值已趋于标准化，主要规格有60Ω、120Ω、350Ω600Ω和1000Ω等，其中120Ω用得最多。

应变片产品包装上标明的"标称灵敏系数"，出厂时测定的该批产品的平均灵敏度系数值。

2.其他结构形式三、半导体应变片结构形式对于半导体应变片，几何尺寸变化引起的电阻变化远小于由材料电阻率变化引起的电阻变化，前者可忽略不计，可得从而可得半导体应变片灵敏度系数为半导体应变片的最突出优点是灵敏度大，Ｓ可达60～150，能直接与记录仪器连接而不需放大器，使测量系统简化。

此外，其横向效应小，机械滞后小和体积小。

缺点是电阻值和灵敏度的温度稳定性差。

当应变较大时，非线性严重。

由于受晶向、杂质等因素影响，灵敏度分散度大。

学习时注意观察应变片粘贴的位置及方向。

电阻应变传感器应用进展目录一、内容概要 (2)1.1 电阻应变传感器的基本概念 (3)1.2 传感器的发展历史概述 (4)二、电阻应变传感器的工作原理与技术发展 (5)2.1 电阻应变传感器的工作原理 (6)2.1.1 电阻应变效应 (7)2.1.2 电阻应变传感器的测量原理 (8)2.2 关键技术研究 (9)2.2.1 敏感材料的选择与制备 (10)2.2.2 传感元件的结构设计与优化 (11)2.2.3 电路设计及其信号处理 (13)三、电阻应变传感器在不同领域的应用 (14)3.1 工业自动化 (15)3.1.1 装配线上的压力检测 (16)3.1.2 质量控制中的应力分析 (17)3.2 机器人技术 (18)3.2.1 触觉传感 (20)3.2.2 运动状态监测 (21)3.3 医疗器械 (22)3.3.1 生物力学测量 (23)3.3.2 压力与应变管理 (24)3.4 交通运输 (25)3.4.1 车辆轮胎压力监测 (27)3.4.2 路面应力分析与监测 (28)四、电阻应变传感器的未来发展趋势 (29)4.1 高灵敏度和宽量程 (30)4.2 微型化和集成化 (32)4.3 提高可靠性和稳定性 (32)4.4 智能化和无线传感网络 (34)五、总结与展望 (35)5.1 电阻应变传感器应用现状总结 (36)5.2 行业发展趋势预测 (38)5.3 面临的挑战与解决方案 (39)5.4 未来研究方向与建议 (40)一、内容概要工业自动化：电阻应变传感器在制造业、汽车制造、航空航天等领域具有广泛的应用，如用于测量工件的变形、应力分布、疲劳损伤等，以实现对产品质量的监控和优化。

建筑工程：电阻应变传感器可以用于监测建筑物的结构健康状况，如桥梁、隧道、高层建筑等，以及地质灾害预警，如地震、滑坡等。

生物医学：电阻应变传感器在生物医学领域的应用日益广泛，如用于测量肌肉、骨骼等组织的应变，以研究其功能特性和疾病发展过程。

专利名称：电阻应变式传感器专利类型：实用新型专利
发明人：霍鸣
申请号：CN96209459.5
申请日：19960517
公开号：CN2268249Y
公开日：
19971119
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种电阻应变式传感器，它由中空的矩形框架的顶壁和(或)每一侧壁的中心线上贴有至少一枚应变片构成。

所述中空矩形框架还可以邻接另一中空的矩形框架，该框架的每一侧壁中心线上贴有互相对称的至少1枚应变片，两个框架的中空方向互为90°角。

本实用新型体积小、灵敏度高、加工制作容易，可广泛应用于测重量、力、压力、扭矩等，还可同时测三维力及一维扭矩。

申请人：霍鸣
地址：300072 天津市南开区卫津路92号天津大学6村21-4-301
国籍：CN
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一种四柱式高精度电阻应变式力传感器
赵印明;陈柯行;柴继新;王玲璐
【期刊名称】《计测技术》
【年(卷),期】2017(037)0z1
【摘要】通过开展弹性体设计及仿真,规范制作工艺,采用多种补偿方法相结合以及传感器研制全流程计量保障等工作,研制出可以应用于国内量值传感领域的参考标准传感器或传递标准传感器,技术指标达到国际先进水平.
【总页数】5页(P129-133)
【作者】赵印明;陈柯行;柴继新;王玲璐
【作者单位】航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095;航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095;航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095;航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095
【正文语种】中文
【中图分类】TP212;TB931
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集成铁氧体的LC应变传感器的设计及测试
郝竹雅;张磊;谢浩;谭秋林
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2024(41)3
【摘要】针对金属环境下采用LC无线无源应变传感器出现电磁信号传输失效的问题,在传感器背面集成铁氧体材料,其原理是通过抑制电磁波在金属表面的涡流效应产生的感应电动势,实现在金属环境下的电磁信号耦合测试。

通过HFSS软件进行仿真验证,在金属环境下LC无线无源传感器信号失效;在传感器基底背部集成铁氧体后,通过扫频得出铁氧体可以在金属环境下实现LC传感器的电磁信号传输。

对铁氧体的厚度进行参数优化,最佳厚度为0.32 mm。

搭建等强度悬臂梁测试平台,结果表明,金属环境下LC传感器可以通过铁氧体实现抗金属环境干扰,频率为37.7 MHz 时,LC无线无源测试系统可以很好地实现信号传输,对应的S_(11)值为-25.6 dB。

对悬臂梁施加外力使其发生应变,传感器在0~1300με的应变范围内灵敏度为61.54 Hz/με。

测试结果表明,铁氧体有利于实现金属环境下的LC无线无源传感器应变测试。

【总页数】7页(P128-134)
【作者】郝竹雅;张磊;谢浩;谭秋林
【作者单位】中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN972.44
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