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电子拉力机传感器对力值测量有什么作用

2014/2/14 10:49:34      点击:

电子拉力机传感器对力值测量有什么作用

    电子拉力机力值的测量是通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量,最常用的测力传感器是应变片式传感器。

    所谓应变片式传感器,就是由应变片、弹性元件和某些附件(补偿元件、防护罩、接线插座、加载件组成),能将某种机械量变成电量输出的器件。

    应变片式的拉、压力传感器国内外种类繁多,主要有筒状力传感器、轮辐式力传感器、S双连孔型传感器、十字梁式传感器等类型。

    从材料力学上得知,在小变形条件下,一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比,也与弹性的变形成正比。以S型传感器为例,当传感器受到拉力P的作用时,由于弹性元件表面粘贴有应变片,因为弹性元件的应变与外力P的大小成正比例,故此将应变片接入测量电路中,即可通过测出其输出电压,从而测出力的大小。 

    对于电子拉力试验机的传感器,一般采用差动全桥测量,即将所粘贴的应变片组成桥路,R1R2R3R4,实际为阻值相等的4片(或8片)应变片,即R1=R2=R3=R4,当传感器受到外力(拉力或压力)作用时,传感器弹性元件产生应变而使各电阻值发生变化,其变化值分别为△R1△、R2、△R3、△R4,结果原来平衡的电桥,现在不平衡了,桥路就有电压输出,设△E

则△E= [R1R2/R1+R22 ]R1/R1-R2/R2+R3/R3-R4/R4U式中U为外电源供给桥路的电压进一步筒化有

E=[R2/4R2](△R1/R-R2/R+R3/R-R4/RU

将△Ri/Ri=Kεi代上上式

则有 △E=[UK/4](ε1-ε2+ε3-ε4

    简单来说,外力P引起传感器内应变片的变形,导致电桥的不平衡,从而引起电子拉力机传感器输出电压的变化,我们通过测量输出电压的变化就可以知道力的大小了。

    一般来说,传感器的输出信号都是非常微弱的,通常只有几个mV,如果我们直接对此信号进行测量。