电阻式传感器例题与习题.doc
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1、第二章电阻式传感器原理与应用基本要求1. 掌握金属应变式传感器的构成原理特性;2. 掌握压阻式传感器工作原理,固态压阻器件设计特点;3. 了解电阻应变式传感器动的粘贴方法;4. 通过对电阻应变片测量电路分析,掌握直流惠斯通电桥结构形式及特点。例题分析例题2-1 如果将100电阻应变片贴在弹性试件上,若试件受力横截面积S = 0.510-4 m2,弹性模量E =21011 N/m2 ,若有F=5104 N的拉力引起应变电阻变化为1。试求该应变片的灵敏度系数?解:由题意得应变片电阻相对变化量根据材料力学理论可知:应变(为试件所受应力,),故应变应变片灵敏度系数例题2-2 一台用等强度梁作为弹性元件
2、的电子秤,在梁的上、下面各贴两片相同的电阻应变片(K=2)如图2-1(a)所示。已知=100mm、b=11mm、t=3mm,E=2104N/mm2。现将四个应变片接入图(b)直流电桥中,电桥电压U=6V。当力F=0.5kg时,求电桥输出电压U0=?2U043(b)U图2-1()解:由图(a)所示四片相同电阻应变片贴于等强度梁上、下各两片。当重力F作用梁端部后,梁上表面R1和R3产生正应变电阻变化而下表面R2和R4则产生负应变电阻变化,其应变绝对值相等,即电阻相对变化量为现将四个应变电阻按图(b)所示接入桥路组成等臂全桥电路,其输出桥路电压为F例题2-3采用四片相同的金属丝应变片(K=2),将其
3、贴在实心圆柱形测力弹性元件上。如图2-2(a) 所示,力F=1000kg。圆柱断面半径r =1cm,弹性模量E=2107N/cm2,泊松比=0.3。求(1)画出应变片在圆柱上粘贴位置及相应测量桥路原理图;(2)各应变片的应变=?电阻相对变化量R/R=?(3)若电桥电压U = 6V,求电桥输出电压U0 =?(4)此种测量方式能否补偿环境温度对测量的影响?说明原因。432U0U342F(a)(b)图2-2解:按题意采用四个相同应变片测力单性元件,贴的位置如图2-2(a)所示。R1、R3沿轴向在力F作用下产生正应变1 0,3 0;R2、R4沿圆周方向贴则产生负应变2 0,4 0,3 0。并且1 =3
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