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電子拉力試驗機傳感器對力值測量的作用

時間：2010-9-25閱讀：2847

電子拉力試驗機力值的測量是通過測力傳感器,、放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來實現(xiàn)測量，zui常用的測力傳感器是應變片式傳感器,。

所謂應變片式傳感器,，就是由應變片、彈性元件和某些附件（補償元件,、防護罩,、接線插座、加載件組成）,，能將某種機械量變成電量輸出的器件,。

應變片式的拉、壓力傳感器國內外種類繁多,，主要有筒狀力傳感器,、輪輻式力傳感器、S雙連孔型傳感器,、十字梁式傳感器等類型,。

從材料力學上得知，在小變形條件下,，一個彈性元件某一點的應變ε與彈性元件所受的力成正比,，也與彈性的變形成正比。以S型傳感器為例,，當傳感器受到拉力P的作用時,，由于彈性元件表面粘貼有應變片，因為彈性元件的應變與外力P的大小成正比例,，故此將應變片接入測量電路中,，即可通過測出其輸出電壓，從而測出力的大小,。

對于電子拉力試驗機的傳感器,，一般采用差動全橋測量，即將所粘貼的應變片組成橋路,，R1,、R2、R3,、R4,，實際為阻值相等的4片（或8片）應變片，即R1=R2=R3=R4，當傳感器受到外力（拉力或壓力）作用時,，傳感器彈性元件產生應變而使各電阻值發(fā)生變化,，其變化值分別為△R1△、R2,、△R3,、△R4，結果原來平衡的電橋,，現(xiàn)在不平衡了,，橋路就有電壓輸出，設△E

則△E= [R1R2/（R1+R2）2 ]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4）U式中U為外電源供給橋路的電壓進一步筒化有

△E=[R2/4R2]（△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R）U

將△Ri/Ri=Kεi代上上式

則有 △E=[UK/4]（ε1-ε2+ε3-ε4）

簡單來說,，外力P引起傳感器內應變片的變形,，導致電橋的不平衡，從而引起電子拉力試驗機傳感器輸出電壓的變化,，我們通過測量輸出電壓的變化就可以知道力的大小了,。

一般來說，傳感器的輸出信號都是非常微弱的,，通常只有幾個mV,，如果我們直接對此信號進行測量，是非常困難的,，并且不能滿足高精度測量要求,。因此必須通過放大器將此微弱信號放大，放大后的信號電壓可達10V,，此時的信號為模擬信號,，這個模擬信號經(jīng)過多路開關和A/D轉換芯片轉變?yōu)閿?shù)字信號，然后進行數(shù)據(jù)處理,，至此,，電子拉力試驗機力的測量告一段落。