壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器是工(gong)業(ye)實踐中(zhong)zui為(wei)常用的壹種傳(chuan)感(gan)器，其(qi)廣(guang)泛應(ying)用(yong)於(yu)各(ge)種工(gong)業(ye)自控(kong)環境，涉(she)及(ji)水(shui)利水(shui)電(dian)、鐵(tie)路交通(tong)、智(zhi)能(neng)建(jian)築、生產(chan)自控(kong)、航(hang)空航(hang)天、、石(shi)化、油(you)井(jing)、電(dian)力、船舶(bo)、機床(chuang)、管(guan)道等(deng)眾多(duo)行(xing)業(ye)，下(xia)面就(jiu)簡單介(jie)紹壹些(xie)常(chang)用傳(chuan)感(gan)器原(yuan)理及(ji)其(qi)應(ying)用
1、應(ying)變片(pian)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器原(yuan)理與應(ying)用
力學傳(chuan)感(gan)器的種類繁(fan)多，如(ru)電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器、半導體(ti)應(ying)變片(pian)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器、壓(ya)阻式(shi)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器、電(dian)感(gan)式(shi)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器、電(dian)容(rong)式(shi)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器、諧振(zhen)式(shi)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器及(ji)電(dian)容(rong)式(shi)加(jia)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器等。但應(ying)用(yong)的是壓(ya)阻式(shi)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器，它具有(you)極低的價格(ge)和較高(gao)的精(jing)度(du)以(yi)及(ji)較好(hao)的線性特性(xing)。下(xia)面我(wo)們主(zhu)要介(jie)紹這類(lei)傳(chuan)感(gan)器。
在了(le)解壓(ya)阻式(shi)力傳(chuan)感(gan)器時，我們首(shou)先(xian)認(ren)識(shi)壹下(xia)電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)這(zhe)種元件(jian)。電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)是壹種將被測件(jian)上(shang)的應變變化(hua)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)為(wei)壹種電(dian)信號(hao)的敏感(gan)器(qi)件(jian)。它是壓(ya)阻式(shi)應(ying)變傳(chuan)感(gan)器的主(zhu)要組成(cheng)部分之(zhi)壹。電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)應(ying)用(yong)zui多(duo)的是金(jin)屬電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)和半導體(ti)應(ying)變片(pian)兩(liang)種。金(jin)屬電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)又(you)有(you)絲狀(zhuang)應變片(pian)和金(jin)屬箔(bo)狀(zhuang)應變片(pian)兩(liang)種。通常(chang)是將應變片(pian)通(tong)過(guo)特殊(shu)的粘和劑緊密的粘合(he)在(zai)產(chan)生力學應(ying)變基(ji)體(ti)上(shang)，當(dang)基體(ti)受力發生應(ying)力變化(hua)時(shi)，電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)也(ye)壹起產(chan)生形(xing)變，使應(ying)變片(pian)的阻值(zhi)發生改(gai)變，從而(er)使加(jia)在(zai)電(dian)阻(zu)上(shang)的電(dian)壓(ya)發生變化(hua)。這(zhe)種應變片(pian)在(zai)受力時產(chan)生的阻值(zhi)變化(hua)通(tong)常較小，壹般(ban)這(zhe)種應變片(pian)都(dou)組成(cheng)應變電(dian)橋(qiao)，並(bing)通過後(hou)續(xu)的儀(yi)表(biao)放大(da)器進(jin)行(xing)放(fang)大(da)，再傳(chuan)輸(shu)給處(chu)理(li)電(dian)路(通常(chang)是 A/D轉(zhuan)換(huan)和CPU)顯(xian)示(shi)或執(zhi)行(xing)機構。
金(jin)屬電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)的內(nei)部(bu)結(jie)構
如(ru)圖(tu)1所示(shi)，是電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)的結構(gou)示(shi)意(yi)圖(tu)，它由(you)基(ji)體(ti)材(cai)料(liao)、金(jin)屬應變絲(si)或(huo)應變箔(bo)、絕(jue)緣(yuan)保護片(pian)和引出(chu)線等部分組成(cheng)。根據不同的用途(tu)，電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)的阻值(zhi)可以(yi)由(you)設計者設計，但電(dian)阻(zu)的取值(zhi)範圍(wei)應(ying)註(zhu)意(yi)：阻(zu)值(zhi)太小，所需(xu)的驅動電(dian)流(liu)太大(da)，同時應(ying)變片(pian)的發熱致(zhi)使本(ben)身的溫度過(guo)高(gao)，不(bu)同的環境(jing)中(zhong)使用(yong)，使應(ying)變片(pian)的阻值(zhi)變化(hua)太大(da)，輸出(chu)零點漂移明(ming)顯(xian)，調零電(dian)路過於(yu)復(fu)雜(za)。而(er)電(dian)阻(zu)太大(da)，阻抗(kang)太高(gao)，抗(kang)外界的電(dian)磁(ci)力較差(cha)。壹般(ban)均為(wei)幾(ji)十(shi)歐(ou)至(zhi)幾(ji)十(shi)千歐(ou)左(zuo)右(you)。
電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)的工(gong)作(zuo)原(yuan)理
金(jin)屬電(dian)阻(zu)應(ying)變片(pian)的工(gong)作(zuo)原(yuan)理是吸(xi)附在(zai)基體(ti)材(cai)料(liao)上(shang)應變電(dian)阻(zu)隨機械(xie)形(xing)變而(er)產(chan)生阻(zu)值(zhi)變化(hua)的現象，俗稱(cheng)為(wei)電(dian)阻(zu)應(ying)變效(xiao)應(ying)。金(jin)屬導體(ti)的電(dian)阻(zu)值(zhi)可用下(xia)式(shi)表(biao)示(shi)：
式(shi)中(zhong)：ρ——金(jin)屬導體(ti)的電(dian)阻(zu)率(lv)(Ω·cm2/m)
S——導體(ti)的截(jie)面積(cm2)
L——導體(ti)的長度(du)(m)
我(wo)們以(yi)金(jin)屬絲應變電(dian)阻(zu)為(wei)例，當(dang)金(jin)屬絲受外力作(zuo)用時(shi)，其(qi)長度(du)和截(jie)面積都會發生變化(hua)，從上式(shi)中(zhong)可很(hen)容(rong)易看(kan)出，其(qi)電(dian)阻(zu)值(zhi)即(ji)會(hui)發生改(gai)變，假(jia)如(ru)金(jin)屬絲受外力作(zuo)用而(er)伸長時(shi)，其(qi)長度(du)增(zeng)加(jia)，而(er)截(jie)面積減(jian)少，電(dian)阻(zu)值(zhi)便會增大(da)。當(dang)金(jin)屬絲受外力作(zuo)用而(er)壓(ya)縮時(shi)，長度(du)減(jian)小而(er)截(jie)面增(zeng)加(jia)，電(dian)阻(zu)值(zhi)則會減(jian)小。只(zhi)要(yao)測出(chu)加(jia)在(zai)電(dian)阻(zu)的變化(hua)(通(tong)常是測(ce)量(liang)電(dian)阻(zu)兩(liang)端(duan)的電(dian)壓(ya))，即(ji)可(ke)獲(huo)得應(ying)變金(jin)屬絲的應變情
2、陶瓷(ci)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器原(yuan)理及(ji)應用(yong)
抗(kang)腐(fu)蝕(shi)的陶瓷(ci)壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器沒有液體(ti)的傳(chuan)遞(di)，壓(ya)力直(zhi)接(jie)作(zuo)用在(zai)陶(tao)瓷(ci)膜(mo)片(pian)的前表(biao)面，使膜(mo)片(pian)產(chan)生微(wei)小的形(xing)變，厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)印(yin)刷在陶瓷(ci)膜(mo)片(pian)的背(bei)面，連接(jie)成壹個(ge)惠斯(si)通(tong)電(dian)橋(qiao) (閉橋(qiao))，由(you)於(yu)壓(ya)敏電(dian)阻(zu)的壓(ya)阻效(xiao)應，使電(dian)橋(qiao)產(chan)生壹個(ge)與(yu)壓(ya)力成正(zheng)比(bi)的高(gao)度(du)線性、與激勵(li)電(dian)壓(ya)也成(cheng)正(zheng)比(bi)的電(dian)壓(ya)信號(hao)，標準的信號(hao)根據壓(ya)力量程(cheng)的不同標定(ding)為(wei)2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以(yi)和應變式(shi)傳(chuan)感(gan)器相(xiang)兼(jian)容(rong)。通過(guo)激光標定(ding)，傳(chuan)感(gan)器具有(you)很(hen)高(gao)的溫度穩(wen)定(ding)性(xing)和時間(jian)穩定(ding)性(xing)，傳(chuan)感(gan)器自帶(dai)溫度補(bu)償(chang)0～70℃，並(bing)可(ke)以(yi)和絕(jue)大(da)多數(shu)介(jie)質(zhi)直(zhi)接(jie)接(jie)觸。
陶(tao)瓷是壹種*的高(gao)彈(dan)性、抗(kang)腐(fu)蝕(shi)、抗(kang)磨損、抗(kang)沖(chong)擊(ji)和振(zhen)動的材料(liao)。陶(tao)瓷的熱穩(wen)定(ding)特性(xing)及(ji)它的厚膜(mo)電(dian)阻(zu)可(ke)以(yi)使它的工(gong)作(zuo)溫度範(fan)圍(wei)高(gao)達-40～135℃，而(er)且具有(you)測量的高(gao)精(jing)度(du)、高(gao)穩(wen)定(ding)性(xing)。電(dian)氣絕(jue)緣(yuan)程度(du) >2kV，輸(shu)出信號(hao)強(qiang)，長期(qi)穩(wen)定(ding)性(xing)好(hao)。高(gao)特性(xing)，低價格的陶瓷(ci)傳(chuan)感(gan)器將是壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器的發展方(fang)向(xiang)，在歐(ou)美(mei)國(guo)家有(you)全面(mian)替(ti)代(dai)其(qi)它類型(xing)傳(chuan)感(gan)器的趨勢，在中(zhong)國也(ye)越來(lai)越多(duo)的用戶(hu)使用(yong)陶瓷(ci)傳(chuan)感(gan)器替(ti)代(dai)擴(kuo)散(san)矽壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器。
更(geng)新(xin)更(geng)新(xin)時間(jian)：2022-09-19
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