拉壓力傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
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微型S梁拉壓力傳感器原理結(jié)構(gòu):
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傳感器原理結(jié)構(gòu)依據(jù)骨外固定力測(cè)量的特點(diǎn),采用工藝成熟、對(duì)測(cè)量電路要求較低的電阻應(yīng)變式力傳感器。該傳感器要害元件之--的彈性體,采用S型梁式結(jié)構(gòu)。當(dāng)受壓力P時(shí),從彈性體中心開(kāi)孔處上側(cè)梁的彎矩圖可看出,沿X軸方向彎矩有負(fù)到正的改動(dòng),而開(kāi)孔處下側(cè)梁的彎矩則相反。選擇合適的貼片方位及組橋方法,不僅能抵消側(cè)向力輸出,力作用點(diǎn)的改動(dòng)也不影響測(cè)量成果,這正是骨外力測(cè)量所有必要的。傳感器彈性體的規(guī)劃,主要是活絡(luò)部分長(zhǎng)度|、厚度h、寬度b和剛接部位的剛度的選擇。既要傳感器體積小、線(xiàn)性好及適合的活絡(luò)度,還要使剛接部位剛度足夠大,在力P作用下不產(chǎn)生安閑滾動(dòng)。
此時(shí)彎矩微型S梁拉壓力傳感器結(jié)構(gòu)生安閑滾動(dòng)。此時(shí)彎矩Mmax=PI2應(yīng)力在彈性體中部長(zhǎng)方孔的弧頂,即圖1中電阻應(yīng)變片R1、R2、R3、R4的粘貼處,則應(yīng)力emax=MW=3Pl1bh2(1)應(yīng)變Xmax=emaxE=3Pl1Ebh2(2)四個(gè)應(yīng)變片組滿(mǎn)足橋差動(dòng)電路,傳感器彈性體資料選用硬鋁合金,其彈性模量E=70x103N/mm2。將有關(guān)尺寸代入(2)式,得到10N時(shí)R1處應(yīng)變X=54x10-6。
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拉壓力傳感器的原理:
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首要,在拉壓力傳感器工作過(guò)程中我們會(huì)見(jiàn)到的目標(biāo)有線(xiàn)性度、活絡(luò)度、遲滯、重復(fù)性與漂移這五個(gè)。線(xiàn)性度所描繪的是傳感器輸入/輸出的實(shí)踐函數(shù)與其擬合直線(xiàn)之間的違背程度,其數(shù)值為兩者之間的差錯(cuò)與滿(mǎn)量程輸出值的比值。活絡(luò)度比較好了解,是指輸出量的增加值(即增量)與引起該增加值的相應(yīng)變量的增加量的比值,也是一個(gè)用來(lái)描繪傳感器特性的重要目標(biāo)。 遲滯是指在輸入量由大到小改動(dòng),或由小變大改動(dòng)時(shí),構(gòu)成兩者特性曲線(xiàn)不相符的差值。重復(fù)性則指的是傳感器同一方向改動(dòng)的輸入量,在屢次試驗(yàn)中特性曲線(xiàn)的不同程度。一個(gè)漂移,描繪的則是堅(jiān)持輸入不變,輸出量會(huì)跟著時(shí)刻有所動(dòng)搖的現(xiàn)象。
拉壓力傳感器經(jīng)過(guò)力敏器件檢測(cè)其所受到的力的改動(dòng),并經(jīng)過(guò)拉力傳遞結(jié)構(gòu)來(lái)傳遞力的物理信號(hào)。?也就是說(shuō),彈性體在產(chǎn)生彈性形變時(shí),使傳遞器這一轉(zhuǎn)化元件(通常為電阻應(yīng)變片)也產(chǎn)生形變,而此時(shí)電阻應(yīng)變片的阻值將產(chǎn)生改動(dòng),這種改動(dòng)將轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)被輸出。
以數(shù)顯電子秤為例,它的電路中包含了一個(gè)測(cè)量電路,與信號(hào)擴(kuò)展電路,測(cè)量電路能將電阻的阻值變量轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào),而這種信號(hào)往往是弱電信號(hào),并不能直觀、精確地反應(yīng)出改動(dòng)的巨細(xì)。?經(jīng)過(guò)擴(kuò)展電路,這種信號(hào)即可被擴(kuò)展并輸出數(shù)顯面板表。
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