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1、.电阻应变片传感器例题与习题例题：;.例 2-3 采用阻值为120灵敏度系数 K=2.0 的金属电阻应变片和阻值为120的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V ，并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1 和 1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。解：单臂时 U 0K U ，所以应变为 1 时 U 0K U4 210 6210 6 /V ，应变为4441000 时应为 U 0K U42 10 32 103/V ；双臂时K U，所以应变为144U 02K U4210 66/V1000时U 024 10，应变为时 应为2U 0K U 4 2 10 34 10
2、 3 /V ； 全 桥 时 U 0K U ， 所 以 应 变 为 1时22U 08 10 6/V ，应变为1000 时应为 U 0810 3/V 。从上面的计算可知：单臂时灵敏度;.最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。例 2-4采用阻值R=120灵敏度系数K=2.0 的金属电阻应变片与阻值R=120的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V 。当应变片应变为1000 时，若要使输出电压大于10mV ，则可采用何种工作方式（设输出阻抗为无穷大）？解：由于不知是何种工作方式，可设为n，故可得：得 n 要小于 2，故应采用全桥工作方式。例2-5解：（ 1）沿纵向粘贴时：由E10t0.49 ，E
3、 21011N / m 2RRKRK2 0.490.98106R（2）沿圆周向粘贴时：R0.30.4910 60.14710 6R例 2-6解：按题意要求圆周方向贴四片相同应变片，如果组成等臂全桥电路，当四片全感受应变时，桥路输出信号为零。故在此种情况下，要求有补偿环境温度变化的功能，同时桥路输出电压还要足够大， 应采取两片R1、 R3 贴在有应变的圆筒壁上做敏感元件，而另两片 R2、 R4;.贴在不感受应变的圆筒外壁上作为温补元件，如图（a）所示。然后再将四个应变电阻接入图（ b）桥臂位置上。此时被测压力变化时，R1、 R3 随筒壁感受正应变量1 0、 3 0 。并且 13 ； R2、 R4
4、 所处位置筒壁不产生应变，故240 。桥路输出电压 Uo只与敏感元件R1、 R3 有关，故把R1、 R3 放在对桥臂上，可获得较高的电压灵敏度。则输出信号电压 U 0 为1R1R3(13 )K(2)K ( 2)U 0(R3) U K4U2(Dd ) EpUpU4R124 (D d ) E另一方面 R2、 R4 放于桥臂上与R1、 R3 组成的全桥测量电路， 当环境温度变化时产生的电阻变化量均相同，故对环境温度变化有补偿作用，使1R1tR2tR3tR4 tU 0 tR1R2R3U 04R4例 2-7解：应变片组成半桥电路：;.Uo E(R 1R 1 )R2ER21.2R1 ) R 4R 3 (R
5、 2R20.01V(R 1R 2 )2120 KE12 R3 、 R4 可以进行温度补偿。练习题：;.;.;.;.三、简答与计算题2-2 如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E =3V ，R3=R4=100， R1 和 R2 为同型号的电阻应变片，其电阻均为50，灵敏度系数K =2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为5 000，试求此时电桥输出端电压U0。R4R3R1R1R2R2图 2-22-5 比较各种电桥电路的灵敏度。答案：一、1、 B 2 、 C 3 、 D 4 、 C 5 、 A 6 、A 7 、 B 8 、 C 9 、 B 10 、 C
6、 11 、 B 12 、 D13、 B 14 、 A 15 、D 16 、C 17 、 A 18 、 D 19 、 C 20 、 A 21 、 C 22 、A 23 、B二、;.1、电阻值变化量2 、电阻温度系数；试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数3、相邻两臂电阻的比值相等4 、正比5 、工作应变片；补偿块；不承受应变6、压阻；大7 、非线性误差；提高灵敏度8 、电阻应变片；电阻应变效应9、电阻变化量；电量10 、非线性误差；温度补偿11 、弹性元件12 、电阻丝13、力14 、应变；压阻15 、线路补偿法；应变片自补偿法16 、光刻腐蚀17 、0.1 m18、信号调节电路19 、有机压电材料20 、横向21、应变；电阻；电阻应变敏感元件；感知应变；电阻应变敏感元件；将应变转换为电阻变化 22、环境温度；电阻温度系数；试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数23、直流电桥；交流电桥24 、提高桥臂比；半桥差动；全桥差动三、K U2 3 5 1032-2 此电桥为输出对称电桥，故 U 0215 /mV2;.