电阻式传感器基本原理和应用

2015-3-19 07:53| 编辑:电工学习网| 查看: 28460| 评论: 0

电阻式传感器种类繁多，应用广泛，其基本原理就是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路显示或记录被测量值的变化。

1.变阻器式传感器

通过改变电位器触头集团，把位移转换为电阻的变化。R=σι/A
灵敏度的计算方法。变阻器式传感器的后接电路一般采用电阻分压电路，将电阻的变化量转化为电压输出。优点：结构简单，性能稳定，使用方便。但是分辨率低，有噪声。原因：电阻丝绕制不均匀，灰尘的影响，电刷接触不良。
电阻应变片式传感器。
2.金属电阻应变片

1) 金属的电阻应变效应

金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象，称为金属的电阻应变效应。

2) 应变片的基本结构及测量原理

1、3粘合层 2、基底 4、盖片 5、敏感栅 6、引出线

电阻丝应变片是用直径为0.025mm具有高电阻率的电阻丝制成的。为了获得高的阻值，将电阻丝排列成栅状，称为敏感栅，并粘贴在绝缘的基底上。电阻丝的两端焊接引线。敏感栅上面粘贴有保护作用的覆盖层。

应变式传感器是将应变片粘贴于弹性体表面或者直接将应变片粘贴于被测试件上。弹性体或试件的变形通过基底和粘结剂传递给敏感栅，其电阻值发生相应的变化，通过转换电路转换为电压或电流的变化，即可测量应变。若通过弹性体或试件把位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换成应变，则可测量上述各量，而做成各种应变式传感器。

3.半导体应变片

工作原理：基于半导体材料的压阻效应，即单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象。一般在压力、温度、光辐射作用下，其电阻率发生很大的变化。该类型的应变片灵敏度高，机械滞后小，横向效应小，体积小。但是温度稳定性差，非线性误差大。
4.电阻应变片的应用举例
（1）直接用来测定结构的应变或应力。
（2）将应变片贴于弹性元件上，作为传感器使用。注意：动态测量中，应变片的上限测量频率应在电桥激励电源频率的1/5到1/10以下。这是根据采样定律得到的，其中电桥电路相当于产生调制波。
注意环境温度对应变片的影响，要采用温度补偿措施，消除温度变化造成的误差。