应变式传感器具有以下优点:(1)精度高,如测量力可达10-1~10N、测量范围宽、0.05% F.S,10~1011Pa、0.1%F.S,测量应变测量压力可达可达e~kuc级;(2)动态响应好,一般电阻应变片响应时间为10-7s,半导体式应变片响应时间达10-11s;品种多,价(3)结构简单,使用方便,体积小,重量轻;格低,而耐恶劣环境,易于集成化和智能化
应变式传感器具有以下优点: (1) 测量范围宽、精度高,如测量力可达10-1~106N、 0.05% F.S, 10~1011Pa、0.1% F.S,测量应变 可达με~kμε级; (2) 动态响应好,一般电阻应变片响应时间为10-7 s, 半 导体式应变片响应时间达10-11s; (3) 结构简单,使用方便,体积小,重量轻;品种多,价 格低, 耐恶劣环境,易于集成化和智能化
金属导体的电阻应变灵敏度金属导体的电阻与材料、长度、截面积和温度有关。在温度一定时,其电阻定律为R= pS式中,R为导体的电阻值;1为导体的长度;S为导体的截面积;p为导体的电阻率。当沿金属丝长度方向施加力时,其几何尺寸和电阻率都会变化,从而导致电阻值的变化。经证明可得△RKeR
金属导体的电阻应变灵敏度 金属导体的电阻与材料、长度、截面积和温度有关。在温 度一定时, 其电阻定律为 S l R = 式中,R为导体的电阻值;l为导体的长度;S为导体的截面积; ρ 为导体的电阻率。 当沿金属丝长度方向施加力时,其几何尺寸和电阻率都会 变化,从而导致电阻值的变化。经证明可得 K R R =
三电感式传感器变气隙式(闭磁路式)自感传感器(a)为单边变气隙式自感式传感器的结构原理。其中,衔铁、测式结构,(b)为差动式结构。它们由铁芯、线圈、杆及弹簧等组成。(a)(b)变气隙式自感式传感器的结构原理图(a)(b)单边式;差动式
三 电感式传感器 变气隙式(闭磁路式)自感传感器 变气隙式自感式传感器的结构原理。其中,(a)为单边 式结构,(b)为差动式结构。它们由铁芯、线圈、 衔铁、 测 杆及弹簧等组成。 变气隙式自感式传感器的结构原理图 (a) 单边式; (b) 差动式
由电工知识可知,线圈的自感量等于线圈中通入单位电流所产生的磁链数,即线圈的自感系数为NΦyL=(H)11式中,=NΦ为磁链;Φ为磁通(Wb);I为流过线圈的电流(A),N为线圈匝数根据磁路欧姆定律知:UNISD/式中,μ为磁导率;S为磁路截面积;l为磁路总长度。19
19 由电工知识可知,线圈的自感量等于线圈中通入单位电流 所产生的磁链数, 即线圈的自感系数为 (H) I NΦ I L = = 式中,ψ=NФ为磁链;Ф为磁通(Wb);I为流过线圈的电流 (A),N为线圈匝数。 根据磁路欧姆定律知: l NIS Φ = 式中,μ为磁导率;S为磁路截面积;l为磁路总长度
令Rm=l/μS为磁路的磁阻,可得线圈的电感量为uN?SN2NΦ1R11中的磁路总长度包括铁芯长度li、衔铁长度l,和两个空气间隙l.的长度,即[=li,+liz+2lo。因铁芯和衔铁均为导磁材料,磁阻可忽略不计,则式(3-18)可改写为N2N?μoSoL =Rm2l.式中,S为气隙的等效截面积;μo为空气的磁导率。只要被测非电量能够引起空气隙长度或等效截面积S发生变化,线圈的电感量就会随之变化。因此,1电感式传感器从原理上可分为变气隙长度式和变气隙截面式两种类型20
20 令Rm=l/μS为磁路的磁阻,可得线圈的电感量为 m 2 2 R N l N S I NΦ L = = = 中的磁路总长度包括铁芯长度l i1、衔铁长度l i2和两个空气间隙 l0的长度,即l= l i1+ l i2+2l0。 因铁芯和衔铁均为导磁材料, 磁 阻可忽略不计, 则式(3-18)可改写为 0 0 0 2 m 2 2l N S R N L = 式中,S0为气隙的等效截面积;μ0为空气的磁导率。只要被测非 电量能够引起空气隙长度l0或等效截面积S0发生变化,线圈的电感 量就会随之变化。 因此, 电感式传感器从原理上可分为变气隙长 度式和变气隙截面式两种类型