第四章 力敏传感器 教学目标: 1 .了解弹性敏感元件的特性和要求
2 .了解几种常用测力称重传感器的特点、 3 .掌握电阻应变效应及半导体的压阻效应 4 .了解电桥电路的作用
5 .掌握单臂、双臂和全桥测量电路的异同点
6 .理解压电式传感器的工作原理
了解它的特点
7 .了解它们的应用
力敏传感器是使用很广泛的一种传感器
它是生产过程中自动化检测的重要部件
它的种类很多,有直接将力变换为电量的如压电式、压阻式等,有经弹性敏感元件转换后再转换成电量的如电阻式、电容式和电感式等
它主要用于两个方面:测力和称重
本章介绍电阻应变式传感器、压阻式和压电式传感器
§4 -1 (传感器中的)弹性敏感元件 一、弹簧管压力表的组成:(如图 4 -1 ) 图 4 -1 弹簧管压力表的组成框图 弹簧管——弹性敏感元件:将输入压力转换成自身的变形量(应变、位移或转角)
二、弹性元件的基本特性: 1 .变形:物体在外力作用下改变原来尺寸或形状的现象
2 .弹性:物体因受外力作用而产生变形,外力去掉后又恢复原状的特性
3 .弹性元件:具有弹性变形特性的物体
4 .弹性变形:弹性元件受外力作用而产生的变形
5 .弹性特性:作用在元件上的外力与相应变形(应变、位移或转角)之间的关系
(1 )刚度:弹性元件产生单位变形所需的力
(2 )灵敏度:在单位力作用下弹性元件产生的变形
刚度和灵敏度表示了弹性元件的软硬程度
元件越硬,刚度越大,单位力作用下变形越小,灵敏度越小
6.线性弹性元件:刚度和灵敏度为常数,作用力F 与变形X 成线性关系
三、弹性敏感元件的基本要求及类型: 弹性元件在传感器技术中占有极其重要的地位
它首先把力、力矩或压力转换成相应的应变或位移,然后配合各种形式的传感元件,将被测力、力矩或压力变换成电量
基本要求: (1)具有良好的机械特性(强度高、抗冲击