電子拉力試驗(yàn)機(jī)傳感器與力值測(cè)量之間有關(guān)系嗎

電子拉力試驗(yàn)機(jī)主要有傳感器、電機(jī)、滾珠絲桿、光桿直線軸承、同步帶等組成的,，這幾樣缺一不可，但是傳感器起到了相當(dāng)重要的角色,。電子拉力試驗(yàn)機(jī)力值的測(cè)量是通過測(cè)力傳感器,、放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)測(cè)量，常用的測(cè)力傳感器是應(yīng)變片式傳感器,。

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

應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國內(nèi)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(xué)上得知，在小變形條件下,，一個(gè)彈性元件某一點(diǎn)的應(yīng)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(dāng)傳感器受到拉力P的作用時(shí),，由于彈性元件表面粘貼有應(yīng)變片，因?yàn)閺椥栽膽?yīng)變與外力P的大小成正比例,，故此將應(yīng)變片接入測(cè)量電路中,，即可通過測(cè)出其輸出電壓，從而測(cè)出力的大小,。

對(duì)于電子拉力試驗(yàn)機(jī)的傳感器,，一般采用差動(dòng)全橋測(cè)量，即將所粘貼的應(yīng)變片組成橋路,，R1,、R2、R3,、R4,，實(shí)際為阻值相等的4片（或8片）應(yīng)變片，即R1=R2=R3=R4,，當(dāng)傳感器受到外力（拉力或壓力）作用時(shí),，傳感器彈性元件產(chǎn)生應(yīng)變而使各電阻值發(fā)生變化，其變化值分別為△R1△,、R2,、△R3、△R4,，結(jié)果原來平衡的電橋,，現(xiàn)在不平衡了，橋路就有電壓輸出,，設(shè)△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(jìn)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(jiǎn)單來說,，外力P引起傳感器內(nèi)應(yīng)變片的變形，導(dǎo)致電橋的不平衡,，從而引起電子拉力試驗(yàn)機(jī)傳感器輸出電壓的變化,，我們通過測(cè)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(hào)都是非常微弱的,，通常只有幾個(gè)mV，如果我們直接對(duì)此信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,，是非常困難的,，并且不能滿足高精度測(cè)量要求。因此必須通過放大器將此微弱信號(hào)放大,，放大后的信號(hào)電壓可達(dá)10V,，此時(shí)的信號(hào)為模擬信號(hào)，這個(gè)模擬信號(hào)經(jīng)過多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào),，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,，至此，電子拉力試驗(yàn)機(jī)力的測(cè)量告一段落,。