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应变式压力传感器 分类及作业原理介绍

2019-11-12 11:14:33      点击:140
应变式压力传感器 分类及作业原理介绍
应变式压力传感器什么是应变式压力传感器应变式压力传感器又名电阻应变片压力传感器,它是运用弹性灵敏元件和应变计将被测压力转换为相应电阻值改变的压力传感器。
应变式压力传感器应用应变式压力传感器是压力传感器中应用比较多的一种传感器,它一般用于丈量较大的压力,广泛应用于丈量管道内部压力、内燃机燃气的压力、压差和喷发压力、发动机和导弹实验中的脉动压力,以及各种领域中的流体压力等。(压力传感器
应变式压力传感器
应变式压力传感器作业原理应变式压力传感器的作业原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而发生阻值改变的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表明:
式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω。cm2/m )
S ——导体的截面积(cm2 )
L ——导体的长度(m )
应变式压力传感器
咱们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生改变,从上式中可很简略看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积削减,电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。只要测出加在电阻的改变(通常是丈量电阻两头的电压),即可取得应变金属丝的应变状况。(pt1000
应变式压力传感器
应变式压力传感器分类1、应变管式又称应变筒式。它的弹性灵敏元件为一端关闭的薄壁圆筒,其另一端带有法兰与被测体系连接。在筒壁上贴有2片或4片应变片,其中一半贴在实心部分作为温度补偿片,另一半作为丈量应变片。当没有压力时 4片应变片组成平衡的全桥式电路;当压力作用于内腔时,圆筒变构成“腰鼓形”,使电桥失去平衡,输出与压力成一定关系的电压。这种传感器还可以运用活塞将被测压力转换为力传递到应变筒上或通过垂链形状的膜片传递被测压力。应变管式压力传感器的结构简略、制造便利、适用性强,在火箭弹、炮弹和火炮的动态压力丈量方面有广泛应用。
2、膜片式它的弹性灵敏元件为周边固定圆形金属平膜片。膜片受压力变形时,中心处径向应变和切向应变均到达正的最大值,而边缘处径向应变到达负的最大值,切向应变为零。因而常把两个应变片别离贴在正负最大应变处,并接成相邻桥臂的半桥电路以取得较大灵敏度和温度补偿作用。选用圆形箔式应变计(见电阻应变计)则能最大极限地运用膜片的应变效果。这种传感器的非线性较显著。膜片式压力传感器的最新产品是将弹性灵敏元件和应变片的作用集于单晶硅膜片一身,即选用集成电路工艺在单晶硅膜片上分散制作电阻条,并选用周边固定结构制成的固态压力传感器(见压阻式传感器)。
3、应变梁式丈量较小压力时,可选用固定梁或等强度梁的结构。一种办法是用膜片把压力转换为力再通过传力杆传递给应变梁。将两头固定梁的最大应变处在梁的两头和中点,应变片就贴在这些地方。这种结构还有其他方式,例如可选用悬梁与膜片或波纹管构成。
应变式压力传感器
4、组合式在组合式应变压力传感器中,弹性灵敏元件可分为感触元件和弹性应变元件。感触元件把压力转换为力传递到弹性应变元件应变最灵敏的部位,而应变片则贴在弹性应变元件的最大应变处。实际上较复杂的应变管式和应变梁式都属于这种型式。
感触元件有膜片、膜盒、波纹管、波登管等,弹性应变元件有悬臂梁、固定梁、Π形梁、 环形梁、薄壁筒等。它们之间可根据不同需求组合成多种型式。
应变式压力传感器
应变式压力传感器长处1、精度高、丈量规模大。
2、频率响应特性好。
3、应变片尺寸小、重量轻、运用便利、丈量速度快。丈量时对被检测的作业组昂太和应力散布基本上无影响。既可用于静态丈量,又可用于动态丈量。
4、适应性强。可在高温、超低温、水下、强磁场以及核辐射等恶劣环境下运用。
5、丈量应变的灵敏度和精度高,功能稳定、可靠,误差小于1%.
6、价格便宜,品种多,工艺较老练。
应变式压力传感器
应变式压力传感器缺点1、在打的应变状态中具有明显的非线性,半导体应变式传感器的非线性更为突出。
2、输出信号弱小,抗干扰能力差,需求采纳屏蔽措施。
3、只能测出一点或应变栅规模内的平均应变,不能显示应力场中应力梯度的改变。
应变式压力传感器特点1、应变筒式该传感器的特点是具有较高的强度和抗冲击稳定性,具有优良的静态特性、动态特性和较高的自震频率,可达30khz以上,丈量的上限压力可到达9.6mpa.适于丈量高频脉动压力,又加上强制水冷却。也适于高温下的动态压力丈量,如火箭发动机的压力丈量,内燃机、压气机等的压力丈量。
2、膜片式这种膜片式应变压力传感器不宜丈量较大的压力,当变形大时,非线性较大。但小压力丈量中于变形很小,非线性误差可小于0.5%,同时又有较高的灵敏度,因而在冲击波的丈量中,国内外都用过这种膜片式压力传感器。
应变式压力传感器
3、应变梁式适用于压力较小的丈量,输出信号不受测力点方位改变的影响。而且这款传感器结构简略、稳定性好,易于装置和修理。(温度传感器
4、应变组合式主要用来丈量活动介质动态或静态压力,例如动力管道设备的进出、气体或液体的压力、内燃机管道压力等等。
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