电阻应变片例题与练习试题.docx

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电阻应变片例题与练习试题

电阻应变片传感器例题与习题

例题：

例2-3采用阻值为120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω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1000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

，所以应变为1时

/V，应变为1000时应为

/V；双臂时

，所以应变为1时

/V，应变为1000时应为

/V；全桥时

，所以应变为1时

/V，应变为1000时应为

/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=120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片与阻值R=120Ω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

，

（2）沿圆周向粘贴时：

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

贴在有应变的圆筒壁上做敏感元件，而另两片

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，

随筒壁感受正应变量

。

并且

；

所处位置筒壁不产生应变，故

。

桥路输出电压Uo

只与敏感元件

有关，故把

放在对桥臂上，可获得较高的电压灵敏度。

则输出信号电压

为

另一方面

放于桥臂上与

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

例2-7

解：

①应变片组成半桥电路：

②

③R3、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=100Ω，R1和R2为同型号的电阻应变片，其电阻均为50Ω，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5000，试求此时电桥输出端电压U0。

图2-2

2-5比较各种电桥电路的灵敏度。

答案：

一、

1、B2、C3、D4、C5、A6、A7、B8、C9、B10、C11、B12、D

13、B14、A15、D16、C17、A18、D19、C20、A21、C22、A23、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、0.1μm18、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、

2-2此电桥为输出对称电桥，故

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