应变片测力系统设计
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AT89C51简介 (17)1、2、背景介绍质量是测量领域中的一个重要参数,称重技术自古以来就被人们所重视。
秤是最普遍、最普及的计量设备,电子秤取代机械秤是科技发展的必然规律。
低成本、高智能的电子秤无疑具有极其广阔的市场前景。
60年代初期出现机电结合式电子衡器以来,衡器技术在不断进步和提高。
从世界水平看,衡器技术已经经历了四个阶段,从传统的全部由机械元器件组成的机械称到用电子线路代替部分机械元器件的机电结合秤,再从集成电路式到目前的单片机系统设计的电子计价秤电子秤是日常生活中常用的衡量器件,广泛应用于超市、大中型商场。
电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。
相比于传统的机械式称量工具,电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点。
我们所要研究的任务是:基于应变片的电子秤设计,称重范围0~10Kg,满量程量误差不大于 0.005Kg,同时具有自动去皮计算物重,并能计价,具有键盘、显示功能。
3、方案设计首先是通过压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。
输出电压信号通常很小,需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。
放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中,再经过单片机控制译码显示器,从而显示出被测物体的重量。
我们的设计原则是:采用模块化的设计方法,各模块、部分也尽量应用集成芯片,这样及保证了精度有可使设计简单化。
按照设计的基本要求,系统可分为三大模块,数据采集模块、控制器模块、人机交互界面模块。
其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成。
转换后的数字信号送给控制器处理,由控制器完成对该数字量的处理,驱动显示模块完成人机间的信息交换。
电子秤模块设计图2.1、传感器的选择传感器的定义:能感受规定的被测量,并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
通常传感器由敏感元件和转换元件组成。
其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分,转换部分指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。
DH3818 静态应变测试分析系统1 概述DH3818 是特地为学生实验设计的静态应变测试系统,有10 通道、20通道、(1+10)通道和(1+19)通道四种形式供用户选择。
手动测量时,高亮LED 数码管即时显示应变、力或位移值。
可根据应变计的灵敏度系数、导线电阻、桥路方式对测量结果进行修正。
计算机最多可直接控制16台仪器,所有操作均由计算机完成,巡检速度为10 点/秒。
1.1 应用范围1.1.1 根据测量方案,完成全桥、半桥、1/4 桥(公用补偿片)状态的应力应变的多点巡回检测;1.1.2 配合各种桥式传感器,实现压力、力、荷重、位移等物理量的多点巡回检测;1.1.3 与热电偶配合,通过热电偶分度号的计算,对温度进行多点巡回检测;1.1.4对输出电压小于20mV的电压信号进行巡回检测,分辨率可达1卩v1.2 特点1.2.1 高亮LED 数码管即时显示通道号和应变值,试验结果直观明了;1.2.2 采用进口高性能机械继电器,通过特殊的电路设计,消除了开关切换接触电势变化对测量结果的影响,先进的隔离技术和合理的接地,具有较强的抗干扰能力;1.2.3 通道组合灵活,可同时接应变传感器和力传感器;1.2.4 根据应变计的灵敏度系数、导线电阻、桥路方式以及各种桥式传感器灵敏度,对测量结果进行修正。
1.3 系统构成计算机通过USB 和数据采集箱相连,构成10\20\10+1\19+1 测点的静态应变测量系统。
一台计算机通过RS485通讯扩展线最多可以同时控制16台采集器。
1.3.1 仪器与多种传感器的连接,如图1 所示:应变类传感器载荷传感器图1传感器与仪器连接1.3.2单台工作如图2所示:图2单台仪器工作1.3.3多台仪器工作如图3所示:N=1RS485N=16图3多台仪器工作1.4 硬件功能1.4.1 直观的测量结果显示:高亮数码管直接显示测量结果,人性化的按键操作,实验人员在现场无计算机的情况下,通过数码管显示直接查看各个测点的工作情况;1.4.2 通过计算机联网观察实验情况:在教学实验室由一台计算机通过USB 控制多台仪器,最多可同时直接观察16台仪器的测试状态,老师能掌握每个实验组的实验情况,提高课堂实验教学质量。
基于电阻应变片的电子秤设计
电子秤是一种利用电子技术实现物体称量的仪器。
相较传统机械秤,电子秤无需使用弹簧或滑杆等机械结构来实现称量,具有高精度、稳定性好等优点。
基于电阻应变片的电子秤,作为目前应用较广泛的一种设计方式,其工作原理和基本构造如下。
电阻应变片是一种感应式传感器,通过受力变形产生电阻值变化来实现测量,其主要结构由平面纤维构成,大小约为一个指甲盖大小。
电阻应变片的工作原理是将物体施加在受力面上,在外力作用下,纤维片变形,并且导线上的电阻值发生了变化,这样就可以用电阻值的变化来推算物体的质量。
在电子秤的设计中,电阻应变片通常被安装在秤盘底部中心,用以承受物体的重力,而其所在位置成为受力点。
当物体放在秤盘上时,电阻应变片会受到物体的压力,其引发的应变导致电阻变化,通过电桥测量技术,将电阻变化转换为电压去进行秤盘重量的比较,最终达到分析并输出物体质量数字。
在实际设计中,需要注意几个关键的问题。
第一点,需要选择合适的电阻应变片,该电阻应变片应能够满足需要量程的范围,保证其灵敏度要求和精度。
第二点,需要合理的焊接和接线设计,电阻应变片是一件灵敏而微小的仪器,如未能按规定方式予以安装,其对称性可能会受到影响,从而影响测量结果。
第三点,需要注意电路板系统的正确设计,为了保证电子秤的历时使用,整个电路系统应有良好的保护装置,防止其受到潮湿或静电干扰。
基于上述工作原理和设计方针,我们可以制作出精度高、功能多样的电子秤。
在实际应用场景中,电子秤已经广泛应用于民用和工业领域。
从市场上的电子厂家发布的各类产品来看,电子秤产品的种类也非常丰富,不同实用领域和用户的要求,确保了其有着广泛和稳定的发展前景。
成绩评定:传感器技术课程设计题目应变式测力仪院系电子工程学院专业姓名年级电指导教师蔡苗苗2014年 11 月摘要电阻应变式传感器具有灵敏度和精度高,性能稳定、可靠、尺寸小,重量轻、结构简单、使用方便、测量速度快等优点,且能在恶劣的环境下工作,在力、压力和重力要测试中有非常广泛的应用。
所以电阻应变式力传感器制作的电子称具有准确度高,易于制作,简单实用、成本低廉、体积小巧、携带方便等特点。
对于电阻应变片式测力传感器(以下简称“测力传感器”)来说,弹性体的结构外形与相关尺寸对测力传感器性能的影响极大。
可以说,测力传感器的性能主要取决于其弹性体的外形及相关尺寸。
假如测力传感器的弹性体设计不公道,无论弹性体的加工精度多高、粘贴的电阻应变片的品质多好,测力传感器都难以达到较高的测力性能。
因此,在测力传感器的设计过程中,对弹性体进行公道的设计至关重要。
关键词:电阻应变片测力传感器精度灵敏度目录一、设计目的------------------------- 4二、设计任务与要求--------------------- 42.1设计任务------------------------- 42.2设计要求------------------------- 4三、设计步骤及原理分析 ----------------- 53.1设计方法------------------------- 5 3.2设计步骤------------------------- 63.3设计原理分析---------------------- 7四、课程设计小结与体会 ----------------- 9五、参考文献-------------------------- 9一、设计目的1、掌握传感器选择的一般设计方法;2、了解有关传感器的基础知识;3、加深对电子电路知识方面知识的理解;4、能够熟悉传感器的检测以及应用电路;5、培养综合应用所学知识来指导实践的能力;二、设计任务与要求2.1设计任务1、总体结构设计2、精度设计3、传感器设计4、设计转换电路和调理电路;进行仿真实验。
扭矩测量说明及应变片使用详解扭矩测量是工程和科学领域常用的一种测量技术,用于测量旋转装置所产生的扭矩力。
扭矩测量的准确性对于许多应用至关重要,如机械传动系统的设计和优化、电机和发动机的性能评估以及材料的研究等。
在进行扭矩测量时,通常会使用应变片作为测量元件。
应变片是一种能够测量物体应变的传感器。
应变片的工作原理基于金属材料在受到力或力矩作用时会发生形变的性质。
应变片通常由金属箔片或薄膜制成,具有非常高的敏感性和可靠性。
下面我将详细介绍扭矩测量的具体说明及应变片的使用方法。
1.扭矩测量的具体说明:-首先,确定测量范围和精度要求,选择合适的扭矩传感器。
扭矩传感器通常分为静态和动态两种类型。
静态扭矩传感器适用于不需要频繁变化的测量,而动态扭矩传感器适用于高速旋转的测量。
-安装扭矩传感器。
将扭矩传感器正确安装在被测装置上,确保与装置的旋转轴垂直,并紧固螺栓。
-连接传感器与数据采集仪表。
使用合适的电缆将传感器与数据采集仪表连接起来,确保信号传输可靠。
-进行零点校准。
在测量之前,对传感器进行零点校准,即在没有扭矩作用下将测量结果调整为零。
-进行扭矩测量。
通过施加扭矩到被测装置上,观察数据采集仪表上的数据变化,即可得到扭矩测量结果。
-记录和分析数据。
根据需要,将测量结果记录下来并进行数据分析,以便进一步的应用。
2.应变片的使用方法:-确定测量点。
根据需要,确定要测量的位置和方向。
通常在扭矩作用处附近选择一个具有较高应变的区域。
-准备工作。
将应变片正确地粘贴或固定在待测物体上,并确保表面光洁无尘。
-粘贴应变片。
使用专用的应变片粘接剂,在应变片和被测物体表面均匀涂布,然后将应变片贴合在被测物体上。
-加热过程(可选)。
一些应变片需要经过一个加热过程,以确保粘接效果和稳定性。
可以通过烘箱或其他加热设备进行加热,同时要注意控制温度和加热时间。
-连接测量电路。
使用导线和连接器将应变片与测量电路连接起来。
在连接过程中要注意保持导线的良好接触和电气连接。
菏泽学院Heze University本科生课程设计(论文)题目应变式传感器称重系统的设计姓名任青瑞学号2013174271 院系蒋震机电工程学院专业自动化指导教师侯建华职称副教授应变式传感器称重系统的设计传感器与检测技术课程设计任务书及成绩评定专业自动化设计题目应变式传感器称重系统的设计学生姓名任青瑞学号 2013174271 指导教师侯建华职称副教授菏泽学院本科传感器与检测技术课程设计目录摘要 (1)关键字 (1)Abstract (1)Key words (1)引言 (2)1 应变式传感器称重系统设计方案 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 设计思路 (2)2 硬件设计 (2)2.1 单片机模块 (2)2.2电源模块 (4)2.3 传感器电路模块 (4)2.4 A/D 变换电路模块 (4)2.5 数码管显示模块 (5)3 软件设计 (6)3.1 程序设计语言的选用 (6)3.2 软件程序的设计 (6)4 调试校准 (7)4.1 实物连线 (7)4.2 系统调零 (8)4.3 量程调节 (8)个人总结 (8)参考文献 (8)附录 (9)应变式传感器称重系统的设计应变式传感器称重系统的设计自动化专业学生任青瑞指导教师侯建华摘要:本文设计一种以AT89C51单片机为核心,包括ADC0809类型转换器的压阻应变片式压力传感器的重力测量系统。
简要介绍了压阻应变片式压力传感器电路的工作原理以及A/D变换电路的工作原理,完成了整个实验对于压力的采样和显示。
与其它类型传感器相比,压阻应变片式压力传感器有以下特点:测量范围广,精度高,输出特性的线性好,工作性能稳定、可靠,能在恶劣的化境条件下工作。
由于压阻应变片式压力传感器具有以上优点,所以它在重力测试技术中取得十分广泛的应用。
关键字:压阻应变片式传感器;AT89C51单片机;ADC0809;数码管The Design of Strain Gauge Sensor Weighing SystemAutomation professional student Ren QingruiTutor Hou JianhuaAbstract: This paper introduces a kind of differential pressure measuring system with A T89C51 single chip microcomputer as the core, including the diffusion silicon pressure resistance type pressure sensor of ADC0809 type converter. This paper briefly introduces the working principle of the diffusion silicon pressure sensor circuit and the working principle of the A/D conversion circuit, and completes the sampling and display of the pressure in the whole experiment. Compared with other kinds of sensors, the diffused silicon pressure resistance type resistance strain type sensor has the following characteristics: wide measuring range, high precision, good output characteristics of linear, stable performance, reliable, can work under the bad environment conditions. Because of the above advantages, the diffusion silicon pressure resistance type pressure sensor has a very wide range of applications.Keywords: Pressure resistance strain gauge sensor; A T89C51; ADC0809; digital tube菏泽学院本科传感器与检测技术课程设计引言物料计量是工业生产和贸易流通中的重要环节。
1前言1.1研究课题背景及意义应变式测力传感器早已在众多测控领域中得到了广泛的应用,尤其在测量重量方面,其技术已非常成熟。
所以,国内外众多科技人员努力争取更大的突破。
得到更优良的弹性体结构,非常合适的弹性体材料,合乎测量要求的应变片,完善的测量电路及补偿电路是需要努力的。
当然,非常好的外观质量也是一大竞争力。
现已有的应变式测力传感器大致有这么几种:桥式、剪切梁式、单点式、柱式、轮辐式、板式、平行梁式、S型。
它们主要用于称重领域。
国外企业在以下几个方面进行了许多研究和实验工作,如结构设计、制造工艺、电路补偿及调整、稳定性方面。
并取得了一定的进展。
这些进展主要包括在设计和计算过程中引入了先进的分析方法,如用计算机拟实技术进行动态仿真和动力学分析及工艺设计过程里运用虚拟技术,对生产工艺进行仿真检验。
在弹性体加工方面,使用先进制造技术,将刚性制造转为柔性制造,加工中心、柔性制造系统和柔性制造单元得到普遍采用。
在生产过程中尽量采用半自动和自动控制、自动检验程序和计算机网络技术。
改进了工艺装备也是主要成就之一。
最终提高了应变式测力传感器的稳定性和可靠性。
转子在高速运转过程中,由于种种原因,诸如转子的偏心问题,会产生不容忽视的径向力,使转轴的径向误差加大。
在自动控制系统中,便需要得到径向力这个信号,然后对执行机构才能进行控制。
要得到理想的控制刚度,不仅需要控制系统的稳定可行,测试系统的重要性同样不可忽视。
所以,传感器性能的好坏和选取的是否恰当是个非常关键的问题。
在现有的径向力测量中,人们并不是直接去测径向力的值,而是将其转化为其它量,比如位移量。
然后使用位移传感器进行测量,控制径向位移量便使得径向力引起的问题得到解决。
在高速运转的系统中,如磁悬浮系统,人们便广泛采用这样一些位移传感器:电容式传感器、电涡流式传感器、电感式传感器。
并都取得了不错的测量控制效果。
但是,还不能忽视他们的缺点。
电容式传感器,其电容小,容易受到外界诸多因素的影响,在高速旋转的转子系统中其可靠性大大降低。
传感器及变送电路学年设计报告应变片测力系统设计姓名:赵阳11-44班级:测控11-学号:11050104302013年12月27日目录第1章绪论 (1)1.1课程设计目的意义 (1)1.1.1课程设计的目的 (1)1.1.2课程设计的意义 (1)1.2课程设计任务 (1)1.3时间安排 (1)第2章电阻应变片的设计 (2)2.1总体设计 (2)2.2应变片的选取 (2)2.3应变片的工作原理 (3)2.4电阻敏感栅材料选择 (4)2.5基底、引出线材料选择 (5)2.6应变片基长 (5)2.7应变片的电阻值 (6)2.8应变片的绝缘电阻、允许电流、应变极限 (6)第3章传感器弹性元件设计 (7)3.1弹性元件的选择 (7)3.2双孔梁受力分析 (7)3.3弹性元件材料选择 (10)3.4双孔梁的尺寸选择 (11)3.5尺寸的合理性分析 (12)第4章变换检测电路设计 (13)4.1桥路的设计 (13)4.2方波发生器 (14)4.3开关型调制器 (16)4.4开关型解调器 (16)4.5低通滤波器 (17)4.6仿真实验 (18)第5章PCB板设计、安装与调试 (20)第6章系统标定、测试与精度分析 (24)6.1系统的标定 (24)6.2系统的精度分析 (24)结论 (27)致谢 (28)附录 (29)第1章绪论1.1课程设计目的意义1.1.1课程设计的目的1、掌握传感器选择的一般设计方法2、学会测量电路的设计以及multism仿真软件的使用3、培养综合应用所学知识来指导实践的能力1.1.2课程设计的意义这门课程是在测控技术专业学生学习了误差理论、测控电路和传感技术课程之后开设的综合性的实践课程,通过本课程的训练,除了使学生掌握误差理论、传感技术和测控电路的基本理论,主要致力于培养学生综合运用误差理论、测控电路和传感技术相关理论知识,合理地选择、使用、设计、制作、调试传感器以及变送电路的能力,尤其是培养学生建立测量误差存在于测量全过程的概念,掌握测试结果数据处理方法、误差分析方法以及精度评定方法。
采用异步教学方法组织实践教学,培养学生自主学习能力、动手能力与创新能力。
1.2课程设计任务1.总体结构设计2.精度设计3.传感器设计4.设计转换电路和调理电路;进行仿真实验。
绘制原理图和PCB图。
5.焊接电路板并完成电路板的焊接、调试,输出要求的直流信号。
6.对所设计的称重系统进行标定。
对该系统给定标准砝码输入信号,测出系统输出信号,并对所获得的数据进行处理,建立回归方程,进行方差分析及显著性检验,给出回归精度估计。
7.用所设计称重系统进行测量,给出测量结果及其不确定度。
8.撰写课程设计报告。
内容包括:目录、设计题目、方案讨论、设计计算、精度分析、参考资料、设计小结等,并与图纸一起装订成册。
1.3时间安排课程实践学时两周,主要内容及安排如表1-1。
表1-1学年设计内容及时间分配阶段实践内容时间(天)第一阶段选题、检索、确定最优方案、总体精度设计画结构图等2第二阶段基本转换电路、调制解调电路;绘制原理、PCB、电路仿真等3第三阶段基本转换电路、放大电路和调制解调电路的焊接与调试3第四阶段测试系统标定实验;相应参数测量实验及数据处理与精度分析1第五阶段答辩1第2章电阻应变片的设计2.1总体设计本设计主要由传感器、转换电路、放大电路和调制解调滤波电路四部分组成。
传感器为应变片,转换电路为全桥,放大电路采用的是三运放高共模抑制比放大电路,调制解调电路采用的是开关型振幅调制解调电路。
具体设计框图如图2-1所示。
图2-1总体设计框图2.2应变片的选取在选择应变片时,要根据使用压力范围、所需精度、使用气氛、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合考虑。
1)力和长度变化的关系2)长度变化和电阻变化的关系3)电桥输出电压与电阻变化的关系对于应变片组成的全桥测量电路,可以推导出其输出电压和电阻变化的关系:E RR U O ∆=根据所查资料,确定放大电路的放大倍数。
使当输入为0~200g 时,输出控制在0~5V 。
称重传感器的基本电路如图2-2所示图2-2基本电路图可以推出:024131234()/()()i U R R R R U R R R R =−++式中1R 、2R 、3R 、4R 为应变片电阻;i U 为传感器的输入信号;0U 为传感器的输出信号。
当2413R R R R =时,我们称之为电桥平衡,这时称重传感器的输出电压0U =0mV。
物料重量通过电子衡器的秤体或料斗作用于称重传感器,称重传感器的弹性体在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在它表面的电阻应变片也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小)。
再经相应的检测电路,把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)输出,从而完成将外力变换为电信号的过程。
设1R =2R =3R =4R =R ,当受到重力作用后,传感器的应变片电阻发生变化,假设各桥臂阻值变化相同,变量为R ∆,即:1R 、3R 分别减小R ∆,2R 、4R 分别增大R ∆时,可以推出传感器的输出电压为:0/i U RU R =∆图2-3三运放高共模抑制比放大电路放大倍数:111271481R R R R R K F ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛++=2.3应变片的工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻-应变效应。
由金属导体的电阻定律知,对于长度为L 、截面积为A 、电阻率为ρ的金属丝,其电阻/R L Aρ=结合材料的泊松比定律,经数学变换得金属丝电阻应变特性/(12)/x dR R d µερρ=++则金属丝灵敏系数//(12)s x xdR R d K ρρµεε==++故有/s xR R K ε∆=另外由于应变片存在横向效应,因而对于应变片/xR R K ε∆=其中sK K ≺此丝式结构应变片的结构图如图2-4所示图2-4电阻丝应变片1—基底2—敏感栅3—覆盖层4—引线此丝式结构应变片的优点:制作简单、性能稳定、价格便宜、易于粘贴。
缺点:回线式应变片横向效应大,而短接式应变片焊点多,在冲击、振动条件下,易在焊接处出现疲劳破坏,对制造工艺的要求高。
电阻应变计主要由电阻敏感珊、基底和面胶(或覆盖层)、粘结剂、引出线五部分组成。
基底是将传感器弹性体表面的应变传递到电阻敏感栅上的中间介质,并起到敏感栅和弹性体之间的绝缘作用,面胶起着保护敏感栅的作用,粘结剂是将敏感栅和基底粘接在一起,引出线是作为联接测量导线之用。
电阻敏感栅可以将应变量转换成电阻变化。
应变计结构如图2-5所示图2-5所选应变片结构图1—覆盖层2—基底3—引线4—粘合剂5—敏感栅2.4电阻敏感栅材料选择敏感栅合金材料的选择对制造电阻应变计性能好坏起着决定性的作用,因此它的材料选择要求如下:(1)有较高的灵敏系数,并且在较大的应用范围内保持不变;(2)有高的和稳定的电阻率;(3)电阻温度系数小,电阻—温度间的线性关系和重复性好,并有足够的热稳定性;(4)机械强度高,加工性能和焊接性能良好,与引线材料接触电势小;(5)电阻变化率/R R ∆与机械应变ε具有良好而又宽广的线性关系;(6)抗氧化、腐蚀性能强,无明显机械滞后。
目前没有一种金属材料能满足上述全部要求。
因此在选用时,只能给予综合考虑,常用的电阻合金大致有以下几种:康铜、镍铬合金、铁铬铝合金、铁镍铬合金、贵重金属等。
通过查阅资料以及对这几种材料的性能、成本对比,选择康铜作为敏感栅材料。
康铜的性能如下:合金成分/%:Cu55,Ni45灵敏系数Ks:1.9~2.1电阻率:0.45~0.54电阻温度系数:±20*10-6线膨胀系数:15*10-6对铜热电势/μV/℃:43最高使用温度/℃:静态:250动态:400选康铜作敏感材料的理由如下:首先这种材料最为常用,电阻温度系数小且稳定,同时它的Ks 值对应变值的稳定性高。
不但在变形的弹性范围内Ks 值保持不变,在进入塑性范围后,亦基本保持为常数。
所以用康铜作为敏感栅的应变计灵敏系数K=2,且其测量范围大。
同时对康铜用不同的方法加工,不同的热处理,或者改变合金成分的比例,可以改变它的电阻温度系数(由负值到正值),利用这一特性可以制造温度补偿电阻应变计。
而且该材料制作的应变片尤适合长时间、大应变测量。
2.5基底、引出线材料选择基底的作用是固定应变计的敏感栅,使它保持一定的几何形状,并使电阻敏感栅与弹性元件相互绝缘。
应变片基底越厚,基底材料弹性模量越小,引起的蠕变越大。
通常选用基底薄、基底材料的弹性模量较高的应变片,取基底厚度为0.03~0.05mm。
对基底材料性能的要求是:(1)机械强度高,挠性好;(2)粘贴性能好;(3)电绝缘性能好;(4)热稳定性和抗湿性好;(5)无滞后和蠕变。
玻璃纤维增强基底应变计长期稳定性好、蠕变小、滞后小、耐热性好、疲劳寿命高,最适用于高精度测力或称重传感器上,因而我们选用玻璃纤维布作为基底材料。
引出线是连接敏感栅和测量线路的丝状或带状的金属导线,一般要求引出线材料具有低的稳定的电阻率及小的电阻温度系数。
常温应变计引出线多用镀银紫铜丝或铜带。
引出线与敏感栅的连接,可以用锡焊、电弧焊、电接触焊等。
我选用了康铜材料的敏感栅,且其使用条件无特殊要求,故采用银铜作引出线2.6应变片基长为了使测量误差减小,将00sin /l l ππλλ展开为级数,并略去高阶小量后,可得22001166l l f e ππλυ⎛⎞⎛⎞==⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠粘贴在一定材料试件(υ为常量)上的应变片,对正弦波的响应误差随栅长0l 和频率f 的增加而增大。
因而在设计、应用应变片时,就可按上式给定的e 、0l 、f 三者的关系,根据给定的精度[]e ,来确定合理的0l 或工作频率max f ,即0max l l <=或max f <其基长0l 应尽量选取短的,这样可以更真实地测出被测部位的应变值,以提高测量精度。
对于钢材,5000/m s υ=,若令精度[]%2=e ,最高工作频率max 25f kHz =代入上式可得[]cm e f v l 2.26max ==π故取应变片栅长cm l 20=。
2.7应变片的电阻值应变片的电阻值是指未安装的应变片,在不同的外力作用下,在室温条件下测定的电阻值,也称为原始电阻值,单位为Ω。
应变片电阻值国内标准有:60、120、350、600和1000Ω等各种阻值,目前传感器生产中大多数选用120Ω或350Ω的应变片,但是由于大阻值应变片具有通过电流小、自热引起的温升低、持续工作时间长、动态测量信噪比高等优点,并且大阻值应变片可以减小应变焦耳热引起的零漂,提高传感器长期使用的稳定性。
因此,在考虑价格因素的前提下,使用大阻值应变片,对提高传感器精度是有益的。