《传感器与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第3章 电阻式传感器原理与应用 3.2.6 电阻应变片的选择 3.2.7 电阻应变片的测量电路 3.3 电阻应变式传感器的应用

采用等臂电桥，即R=R2=RRR。此时上式可写为 U.=U R(AR,-AR;-AR,+AR,)+AR,AR,-AR,AR, (2R+△R+△R2R+△R+△R) 当△R<R(户1,2,3,4)时，略去上式中的高阶微量，则 U、 △R△R2 △R3，△R R R R R Uo UK 8-82-63+64） 返回 上一页 下一页

采用等臂电桥，即R1 =R2 = R3 =R4 =R 。此时上式可写为 (2 )(2 ) ( ) 1 2 3 4 1 2 3 4 1 4 2 3 0 R R R R R R R R R R R R R R R U U +  +  +  +   −  −  +  +   −   = 当ΔRi<< R ( i=1,2,3,4) 时，略去上式中的高阶微量，则        +  −  −  = R R R R R R R U R U 1 2 3 4 0 4 ( ) 0 1 2 3 4 4 =  −  −  +  UK U 返 回 上一页 下一页

上式表明： ①△R<R时，电桥的输出电压与应变成线性关系。 ②若相邻两桥臂的应变极性一致，即同为拉应变或压应变时， 输出电压为两者之差；若相邻两桥臂的应变极性不同，则输 出电压为两者之和。 ③若相对两桥臂应变的极性一致，输出电压为两者之和；反之 则为两者之差。 ④电桥供电电压U越高，输出电压U越大。但是，当U大时，电 阻应变片通过的电流也大，若超过电阻应变片所允许通过的 最大工作电流时，传感器就会出现蠕变和零漂。 ⑤增大电阻应变片的灵敏系数K,可提高电桥的输出电压。 ●注意公式两套符号：一是公式符号；二是数值符号。 返回

上式表明： ① ΔRi<< R时，电桥的输出电压与应变成线性关系。 ②若相邻两桥臂的应变极性一致，即同为拉应变或压应变 时， 输出电压为两者之差；若相邻两桥臂的应变极性不同，则输 出电压为两者之和。 ③若相对两桥臂应变的极性一致，输出电压为两者之和；反之 则为两者之差。 ④电桥供电电压U越高，输出电压U0越大。但是，当U大时，电 阻应变片通过的电流也大，若超过电阻应变片所允许通过的 最大工作电流时，传感器就会出现蠕变和零漂。 ⑤ 增大电阻应变片的灵敏系数K，可提高电桥的输出电压。 ⚫ 注意公式两套符号：一是公式符号；二是数值符号。 返 回 上一页 下一页

电桥调零： U (1)电阻调零 (a)串联法 (b)并联法 (Rn)mx=△l+△5 R R R (Rp)mx △ △r R R (a)串联法 (b)并联法 (2) 电容调零 图-15电阻调接电桥 (a)分布电容 (b)电容调零法之 (b)电容调零法之二

电桥调零： （2）电容调零 （1）电阻调零（图改错） 3 1 p max 1 3 ( ) R R R r r v =  +  3 3 1 1 1 max ( ) R r R r R Rb  +  =

(2)非线性误差及其补偿 对上式，略去分母中的△RR,项，假设△RR<1 ①单臂电桥：即R,桥臂变化△R,理想的线性关系 U△R Uo 4R 对单臂电桥实际输出电压U。=U △R U △R △R 4R+2△R 4 R 2 R 电桥的相对非线性误差为 6= 11 1△R 1△R1 K8 2 R 2 R 2 返回 上一页 下一页

对上式，略去分母中的ΔR1 /R1项 ,假设ΔR1 /R1<<1 ①单臂电桥: 即R1桥臂变化ΔR，理想的线性关系 对单臂电桥实际输出电压 返 回 上一页 下一页 R U R U  =  4 ' 0 1 0 2 1 1 4 2 4 −        +   =  +   = R R R U R R R R U U 电桥的相对非线性误差为  K R R R R R R U U 2 1 2 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 ' 0 0 = −  − = −    −  −        = − = +  − （2）非线性误差及其补偿

减小非线性误差采用的措施为： ②采用半桥差动电桥 R2-4R2 RI R3 R4 R2 R+AR R; R+R+R2-△R2R3+R4 返间 上一页 下一页

减小非线性误差采用的措施为： ②采用半桥差动电桥 R1 R2 F [ ] 3 4 3 1 1 2 2 1 1 0 R R R R R R R R R U U + − + + − + =    U0 R1＋⊿R1 R4 R3 U R2－⊿R2 返 回 上一页 下一页