张力传感器培训教材.pptx

单击此处编辑母版标题样式,上海理工大学,第一节 概述一、印刷中,保持恒定的纸带张力,原因,卷筒纸印刷时，应保证纸带在印刷过程中张力大小恒定不变。,因为,：,1、,张力太小,会导致纸带松弛、皱褶、套印不准等弊病；,2,、,张力过大,，会增加机器的负荷和增加纸带的应力，且超过其强度极限就会断裂；,3,、,张力不稳定,，纸带会发生跳动，以致于会出现套印不准、重影等问题。,尤其是机器起动、停车时，张力不稳，会造成断纸、拥纸。,二、印刷中纸带张力不稳的原因,对于供纸机来说，使纸带向前运动的拉力一般由印刷滚筒产生。,(1),印刷过程中纸卷由大变小逐渐变化，其阻力矩也随之变化并影响纸张的张力。,(2),纸卷不圆或纸张的不均匀，印刷滚筒的凹槽或其他因素都会引起纸带张力的波动。,(3),机器拖动不稳定。,三、解决方法,在输纸装置中安装张力控制系统，对张力进行自动调节。,张力的恒定靠纸卷驱动和纸卷制动相互协调作用来实现。,电位器作传感器的张力控制系统,第二节,电位器传感器,变阻器式传感器,电位器传感器,是把被测量（线位移或角位移）转换为电阻（或电压）变化的一种传感器,按工作的原理可分为,:,变阻器式、电阻应变式、热敏式、光敏式、电敏式,.,按制作方式分：,线绕电位器,导电塑料电位器,普通塑料基底,导电,材料粉,1,、分类、特点,变阻器式传感器产品,变阻式传感器的优点是：,(1),结构简单、尺寸小、重量轻、价格低廉且性能稳定；,(2),受环境因素,(,如温度、湿度、电磁场干扰等,),影响小；,(3),可以实现输出,输入间任意函数关系；,(4),输出信号大，一般不需放大。,它的缺点是：,因为存在电刷与线圈或电阻膜之间摩擦，因此需要较大的输入能量；,由于磨损不仅影响使用寿命和降低可靠性，而且会降低测量精度，所以分辨力较低；,动态响应较差，适合于测量变化较缓慢的量。,2,、结构,滑动臂,弹性金属片,电刷,电阻丝,3,、工作原理,若作分压器用，则输出电压为：,若作变阻器用，则输出电阻为：,作变阻器用：,作为分压器用：,电位器式角度传感器,变阻器式传感器产品,4、应用：,常用来测量位移、压力、加速度等参量。,举例：测量压力的电位器式压力传感器,1-,弹簧管（敏感元件）,2-,电位器（传感元件、测量转换电路）,3-,电刷,4-,传动机构（齿轮、齿条）,原理：,压,力,-,弹簧管,-,角位移,-,电位器,-,电阻,-,电压,压力传感器的,外形及内部结构,案例：,重量的自动检测,-,配料设备,比较,重量设定,原材料,原理：弹簧,-,力,-,位移,-,电位器,-,电阻,案例：,煤气包储量检测,煤气包,钢丝,原理：钢丝,-,收线圈数,-,电位器,-,电阻,案例：,玩具机器人（广州中鸣数码）,原理：电机,-,转角,-,电位器,-,电阻,作变阻器使用,则电阻与角度的关系为,作为分压器使用,则有,电位器式角度传感器,第三节 磁粉制动器,纸带张力自动调节系统中纸带张力的改变是靠制动器来调节的；,磁粉制动器是一种电磁离合器和制动器；,磁粉制动器在卷筒纸胶印机的纸张张力控制系统中用来对纸卷进行制动控制。,一、结构,二、工作原理,当磁粉制动器的励磁线圈,未通入直流电流,时，定子转子及磁粉间不存在磁力相互作用，磁粉呈松散状态，因而不产生制动力矩。,当励磁线圈,通入直流电流时,，内、外定子、转子和磁粉间形成磁场，滋粉受磁化形成链条状。此磁粉链将内定子与转子进行连结，产生拉力即形成对转子的制动作用。,励磁电流越大，制动器转子制动力矩也越大。,注意：,制动力矩与转子转速无关。,三、特性,1,、调整特性,改变励磁电流的大小，可使磁粉制动器的制动力矩得到改变。,励磁电流,I,与力矩,M,的关系,当励磁电流控制在,I,1,与,I,2,之间时，曲线为直线，,M,与,I,为线性关系。,在印刷中，随着纸卷半径的不断减小，纸卷阻力矩会变小，为了使纸带张力保持恒定，要求磁粉制动器的制动力矩,M,的大小作相应改变，,即使励磁电流,I,实现自动跟踪控制,M,n,I,1,I,2,I,4,I,3,I,5,I,5,I,4,I,3,I,2,I,1,制动力拒与转子转速的关系,力矩与转速无关，只取决于纸带张力,2,、机械特性,为了使纸带张力保持恒定，纸卷制动器必须能够根据纸带张力波动的情况自动进行调整，以保证纸带匀速、平稳地进入印刷装置。,在机器稳定运转期间，应保证纸带张力稳定在给定值上,.,在启动和刹车期间防止纸带过载和随意松卷,.,在生产过程中，随着纸卷尺寸的不断减小，为保持纸带的张力恒定，需对制动力矩进行相应地调整。,对张力系统的要求,第四节 电位器作传感器的张力控制,一、系统结构,组成：,弹性缓冲辊、,阻尼机构,电气控制装置：,运算放大器,电动单元组合仪表,差动变压器,负重传感器,电位器,自然冷却和水冷,单机和双机工作,控制电路,磁粉制动器,传感器,二、各部分的作用,1,、弹性缓冲辊（浮动辊）：吸收瞬时变化的能量，使张力变化得到缓冲减弱。,3,、电气控制装置：,张力反馈信号经比例积分等控制电路的处理,，,使磁粉制动器的励磁电流、制动力矩发生变化,，实现对,纸卷张力的稳定调节。,不同的张力控制系统，采用的控制电路、传感器及磁粉制动器也不同。,2,、张力检测机构与阻尼机构：,张力发生变化时，摆动辊在纸带张力作用下产生偏移并使传感器动作。,三、控制原理,尽管张力控制系统结构各异，但其控制原理基本相同，都设有,“,手动,”,与,“,自动,”,两种控制状态。,开机前,，将系统置,“,手动,”,位，此时系统为开环控制，磁粉制动器的励磁电流可进行手动调节，即进行纸张,张力值预选,。,开机时,，置,“,自动,”,位，系统为闭环控制，即由摆动辊及传感器将检测出的张力变化信号反馈到控制电路输入端，与给定信号综合后的差值信号经比例积分，功率放大到可控整流电路，使磁粉制动器的励磁电流不断改变，其制动力矩也随之变化，从而使纸张张力维持恒定。,动作过程：,张力变化,位移变化电压,信号,与给定信号综合后的差值信号经比例积分，功率放大到可控整流电路,磁粉制动器的励磁电流改变,制动力矩也随之变化,从而使纸张张力维持恒定。,1,、张力检测,张力正常,摆动辊所受张力与弹簧力平衡。,张力发生变化,摆动辊位移,张力摆动辊、阻尼机构等驱动,滑动臂滑动,滑动臂带动电刷在电阻丝上滑动,在电阻丝上取得一电压数值,作为,张力反馈信号,。,滑动臂,弹性金属片,电刷,电阻丝,系统控制作用可表示为：,2,、张力自动调节系统方框图,张力反馈信号与给定信号综合,其差值输入比例积分等控制电路,使磁粉制动器的励磁电流、制动力矩发生变化,纸卷张力稳定调节。,四、电路工作原理,1,、,给定、比例积分、比例放大与反馈电路,给定元件、自动调节器、功率放大元件、执行元件和,反馈元件,比例积分调节器（,N1,R1,R3,C1),RP,2,给定电压信号,RP,3,电压反馈信号,比例积分调节器（,N1,R1,R3,C1),RP,2,给定电压信号,RP,3,电压反馈信号,比例调节器,(N2,R8,R9,R10,R13),手动,-,预选张力值,调整,-,“,给 定,”,信号,的,调整。,自动,系统的自动跟踪控制,-15,V,比例调节器,(N2,R8,R9,R10,R13),手动,-,预选张力值,调整,-,“,给 定,”,信号,的,调整。,自动,系统的自动跟踪控制,-15,V,功率放大,可控硅,VT1,VT2,组成单相半控桥式整流电路,整流输出直流经过电阻,R41,通入励磁线圈，使制动器产生制动力矩。,(1),给定信号的调整与开机准备,开环与闭环,工作状态,:,“,手动,”,:,开环状态，,“,自动,”,:,闭环工作状态,-15,V,(1),给定信号的调整与开机准备,“,手动,”,:,张力预选,调,RP4,:,负电压比例放大,得正,U,02,-15,V,U,02,U,02,V,11,V,1,2,导通,晶闸管,V,T1,、,V,T2,导通励磁线圈得直流电流调整到张力,预选张力值,U,02,“,给 定”信号调整,NI,及,N2,工作，,积分电路不起作用,调,RP2,正电压放大,负,U,01,正,U,02,励磁线圈得到电流,“,给定,”,电位器,RP2,：,调整,RP2,使电流表指向预选值,15,V,U,02,U,01,(2),系统的自动跟踪控制,N1,为比例积分调节器,开关,“,自动,”,档，调,RP2,、,RPl,使张力为预选值。,电位器调好后，在整个印刷过程不要再调节。,15,V,U,02,U,01,(2),系统的自动跟踪控制,A,、,B,点固定不动,U,U,g,U,f,U：,D,点电位,U,g,：给定电压,U,f,：反馈电压,U,U,g,U,f,张力变化,c,点产生位移,U,f,变化,U,改变,U,U,改变,电路运算控制,励磁电流改变,制动力矩变化,张力稳定。,U,U,g,U,f,例如,：,张力,C,向右移动,U,f,U,励磁电流,制动力矩,张力回到原值。,张力,C,向左移动,U,f,U,励磁电流,制动力矩,张力回到原值,2,、宽脉冲触发与功率放大电路,U,02,宽脉冲触发,电路,U,02,U,0,时：,U,02,0,时：,U,02,0,V11,导通,V12,导通,I,C2,向,C6,充电,单结管导通,R,38,上产生脉冲电压。,I,C2,功率放大电路,R,38,上产生脉冲电压,VT1,、,VT2,导通,R,41,上输出直流电流,制动力拒,3,、直流稳压电源,电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为,电感量,的一种装置。,分类,:,电感式传感器,自感型,可变磁阻型,涡流式,互感型,第,五,节 电感式传感器,电感式接近传感器（金属）,一、自感式传感器,F,220V,准备工作,基本工作,原理演示,电感传感器的基本工作,原理演示,F,气隙,电感,电流,N,：线圈匝数；,A,：,气隙的有效截面积；,0,：真空磁导率；,：,气隙厚度。,1,气隙厚度变化型,可变导磁面积型,2,气隙面积变化型,3,螺管型,二、差动变压器式传感器,一次线圈,N1,，,二次线圈,N21,、,N2,等。,当,N1,上加,U,i,后，将在,N2,上产生,U,O,。,在全波整流电路中，两个二次线圈串联，总电压等于两个二次线圈的电压之和。,差动变压器式传感器的等效电路,结构特点：,两个二次线圈反向串联，组成差动输出形式。,请将二次线圈,N,21,、,N,22,的有关端点正确地连接起来，并指出哪两个为输出端点。,W,W1,W2,E,s,x,-x,工作原理,:,互感现象,.,E,w,E,out,差动变压器式传感器的工作原理,单螺管线圈型,螺管线圈差动,双螺管线圈差动型传感器测量电路,差动变压器位移传感器,案例：,板的厚度测量,案例：,张力测量,差动变压器位移传感器,液位测量原理,电感式传感器的应用,位移测量,轴向式电感 测微器的外形,航空插头,红宝石测头,其他电感测微头,模拟式及数字式电感测微仪,机械及气动元件,电感测微器,汽缸,气水分离器,（供气三联件）,储气罐,导气管,气压表,（,0.4MPa,左右）,电感式不圆度计原理,该圆度计采用,旁向式电感测微头,电感式不圆度测试系统,旁向式电感测微头,电感式不圆度测量系统外形,（参考洛阳汇智测控技术有限公司资料）,旋转盘,测量头,不圆度测量打印,电感式轮廓仪,旁向式电感 测微头,电感式滚柱直径分选装置,图,3-14,滚柱直径分选装置,1,气缸,2,活塞,3,推杆,4,被测滚柱,5,落料管,6,电感测微器,7,钨钢测头,8,限位挡板,9,电磁翻板,10,容器（料斗）,电感式滚柱直径分选装置,测微仪,圆柱滚子,电感式滚柱直径分选装置,（外形）,滑道,分选仓位,轴承滚子外形,（参考中原量仪股份有限公司资料）,电感式滚柱直径分选装置,外形,落料振动台,滑道,11,个分选仓位,（参考无锡市通达滚子有限公司资料）,废料仓,电感式滚柱直径分选装置（,机械结构放大）,汽缸,控制键盘,直径测微装置,长度测微装置,滑道,电感传感器在粗糙度测量中的应用,手持式粗糙度仪,触针,:,金刚石圆锥；,针尖圆弧半径：,5m,；,可存储,500,个粗糙度参数值及,4,组轮廓数据；,可进行粗糙度参数的打印；,可对外圆、内孔、轴肩、圆锥面等各种复杂表面进行测试；,五、压力测量,1,压力输入接头,2,波纹膜盒,3,电缆,4,印制线路板,5,差动线圈,6,衔铁,7,电源变压器,8,罩壳,9,指示灯,10,密封隔板,11,安装底座,电感式压力传感器,压力测量用的膜盒,膜盒由两片波纹膜片焊接而成。所谓波纹膜片是一种压有同心波纹的圆形薄膜。当膜片四周固定，两侧面存在压差时，膜片将弯向压力低的一侧，因此能够将压力变换为,直线,位移。,粗糙度仪外形,金刚石测头,粗糙度测量结果打印（,1,）,粗糙度测量结果打印（,2,）,计重供给自动控制,计重：给料、秤重、排出,间歇式计量供给的自动控制,连续式计量供给的自动控制,作业过程中，给料、称重、排出连续进行，不存在暂停时间。,计量供给的自动控制,第六节 电涡流传感器,电涡流传感器的原理及应用,电涡流传感器工作原理,电涡流效应演示,当电涡流线圈与金属板的距离,x,减小时，电涡流线圈的等效电感,L,减小，等效电阻,R,增大。感抗,X,L,的变化比,R,的变化 大 得 多，流过电涡流线圈的电流,i,1,增大。,电涡流的应用,在我们日常生活中经常可以遇到,干净、高效的,电磁炉,集肤效应,当高频（,100kHz,左右）信号源产生的高频电压施加到一个靠近金属导体附近的电感线圈,L,1,时，将产生高频磁场,H,1,。如被测导体置于该交变磁场范围之内时，被测导体就产生电涡流,i,2,。,i,2,在金属导体的纵深方向并不是均匀分布的，而只集中在金属导体的表面，这称为集肤效应（也称趋肤效应）。,集肤效应与激励源频率,f,、工件的电导率,、磁导率,等有关。频率,f,越高，电涡流的渗透的深度就越浅，集肤效应越严重。,二、等效阻抗分析,原线圈的等效阻抗,Z,变化：,间距,x,的测量：,如果,f,、,、,、,r,不变，,Z,就成为间距,x,的单值函数，这样就成为非接触地测量位移的传感器。,多种用途：,x,、,f,不变，就可以检测与表面电导率,有关的,表面温度、表面裂纹等参数,，或者用来检测与材料磁导率,有关的,材料型号、表面硬度,等参数。,电磁炉内部的励磁线圈,电磁炉的工作原理,高频电流通过励磁线圈，产生交变磁场，在铁质锅底会产生无数的电涡流，使锅底自行发热，烧开锅 内 的 食 物。,电涡流传感器结构及特性,交变磁场,电涡流探头,外形,高频反射电涡流探头,内部结构,1,电涡流线圈,2,探头壳体,3,壳体上的位置调节螺纹,4,印制线路板,5,夹持螺母,6,电源指示灯,7,阈值指示灯,8,输出屏蔽电缆线,9,电缆插头,CZF-1,系列传感器的性能,分析上表请得出结论：,探头的直径与测量范围及分辨力之间有何关系？,大直径电涡流探雷器,测量转换电路,一、调幅式（,AM,）电路,石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压,(100kHz1MHz,）用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈端电压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最终输出的直流电压,U,o,反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如两者之间的距离等参数）。,部分常用材料对振荡器振幅的衰减系数,人的手、泥土或装满水的玻璃杯能对振荡器的振幅产生明显的衰减吗？为什么？,二、调频（,FM,）式电路,(100kHz1MHz,）,当电涡流线圈与被测体的距离,x,改变时，电涡流线圈的电感量,L,也随之改变，引起,LC,振荡器的输出频率变化，此频率可直接用计算机测量。如果要用模拟仪表进行显示或记录时，必须使用鉴频器，将,f,转换为电压,U,o,。,鉴频器特性,鉴频器的输出电压与输入频率成正比,机械工业出版社,使用鉴频器可以将,f,转换为电压,U,o,电涡流传感器的应用,电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响，例如金属材料的,厚度、尺寸、形状、电导率、磁导率、表面因素、距离等,。只要固定其他因素就可以用电涡流传感器来测量剩下的一个因素。因此电涡流传感器的应用领域十分广泛。,电涡流位移传感器是一种输出为模拟电压的电子器件。,接通电源后，在电涡流探头的有效面（感应工作面）将产生一个交变磁场。当金属物体接近此感应面时，金属表面将吸取电涡流探头中的高频振荡能量，使振荡器的输出幅度线性地衰减，根据衰减量的变化，可地计算出与被检物体的距离、振动等参数。,这种位移传感器属于非接触测量，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，寿命较长，可在各种恶劣条件下使用。,一、位移测量,位移测量仪,数显,位移测量仪及探头,位移测量包含：,偏心、间隙、位置、倾斜、弯曲、变形、移动、圆度、冲击、偏心率、冲程、宽度等等。来自不同应用领域的许多量都可归结为位移或间隙变化。,电涡流位移传感器的距离与输出电压特性曲线,1,量程为,10mm 2,量程为,16mm 3,量程为,20mm,420mA,电涡流位移传感器外形,齐平式电涡流位移,传感器外形,齐平式传感器安装时可以不高出安装面，不易被损害。,V,系列,电涡流位移,传感器外形,齐平式,V,系列,电涡流位移,传感器性能一览表,位移传感器的分类,测量金属薄膜、板材厚度电涡流测厚仪,测量冷轧板厚度,板厚：,l=L,（,l,1,l,2,）,测量尺寸、公差及零件识别,通过测量间隙来,测定 热膨胀引起的上下平移,测量封口机工作间隙,间隙越大，电涡流越小,测量注塑机开合模的间隙,间距,案例：连续油管的椭圆度测量,Coiled Tube,Eddy Sensor,Reference Circle,二、振动测量,偏心和振动检测,测量各种振动的振幅、频谱分布等参数。,通过测量间隙来测量径向跳动,测量弯曲、波动、变形,对桥梁、丝杆等机械结构的振动测量，须使用多个传感器。,振动测量,测量悬臂梁的振幅及频率,汽轮机叶片测试,振动测量,用电涡流探头、调幅法测量简谐振动时，探头的输出波形。,产品：,调频法测量振动的波形,三、转速测量,若转轴上开,z,个槽,(,或齿,),，频率计的读数为,f,（单位为,Hz,），则转轴的转速,n,（单位为,r/min,）的计算公式为,各种测量转速的传感器及其与齿轮的相对位置,齿轮转速测量,例：下图中，设齿数,z,=48,，测得频率,f,=120Hz,，求该齿轮的转速,n,。,电动机,转速测量,四、镀层厚度测量,由于存在集肤效应，镀层或箔层越薄，电涡流越小。测量前，可先用电涡流测厚仪对标准厚度的镀层和铜箔作出“厚度,-,输出”电压的标定曲线，以便测量时对照。,电涡流涂层厚度仪,电涡流涂层厚度仪原理,五、电涡流式通道安全检查门,安检门的内部设置有发射线圈和接收线圈。当有金属物体通过时，交变磁场就会在该金属导体表面产生电涡流，会在接收线圈中感应出电压，计算机根据感应电压的大小、相位来判定金属物体的大小。,在安检门的侧面还安装一台,“,软,x,光,”,扫描仪，它对人体、胶卷无害，用软件处理的方法，可合成完整的光学图像。,安检门演示,当有金属物体穿越安检门时报警,六、电涡流表面探伤,手持式裂纹测量仪,油管探伤,滚子涡流探伤机,滚子涡流探伤机是由计算机控制的轴承滚子表面微裂纹探伤的专用设备，可探出深,30m,的表面微小裂纹。,手提式探伤仪外形,（参考厦门爱德华检测设备有限公司资料）,掌上型电涡流探伤仪,用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹,台式电涡流探伤仪,花瓣阻抗图,第七节 电阻应变式传感器,应变效应,：,导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化。,组成：,电阻应变片、测量转换电路等,。,一、,应变,片,的工作原理,金属丝受拉时，,l,变长、,r,变小，导致,R,变大。,应变片,金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形,(,伸长或缩短,),的变化而发生变化象。,应变片的工作原理,例如,：,金属丝,受拉时，,l,将变长、,r,变小，均导致,R,变大,某些,半导体,受拉时，,将变大，导致,R,变大。,上述任何一个参数变换均会引起电阻变化。,金属应变片的电阻,R,为,实验证明：,R,R,与,x,的关系在很大范围内是线性的,K,电阻应变片的灵敏度,x,材料力学中的轴向应变,对金属材料，它的轴向应变最好不要大于,1,10,-3,，即,1000,m/m,，否则有可能超过材料的极限强度而导致断裂。,金属材料：,K,略微不同，一般为,2,左右。,半导体材料：,其感受到应变时，电阻率,会产生很大的变化，所以灵敏度比金属材料大几十倍。,灵敏度：,轴向应变,x,：,x,=,/,l,x,通常很小，常用,10,-6,表示。,应变片用于测量力,F,的计算公式,由材料力学可知，,x,=,F,/,（,AE,），所以,R,/,R,又可表示为,只要设法测出,R,/,R,的数值，即可获知试件受力,的大小，例如可用于电子秤的称重。,K,：,应变片的灵敏度,A,：,试件的横截面积,：,弹性模量,二、应变片的种类与结构,金属应变片,金属丝式,(,使用最早,),箔式,(,应用较多,材料多为铜镍合金,),薄膜式,半导体应变片,:,优点：灵敏度大,;,体积小,;,缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。,箔式应变片的外形,应变计,金属应变计,4,）其它表示应变计性能的参数（工作温度、滞后、,蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度等）。,1,）几何参数：表距,L,和丝栅宽度,b,，制造厂常用,bL,表示。,2,）电阻值：应变计的原始电阻值。,3,）灵敏系数：表示应变计变换性能的重要参数。,三、应变片的主要参数,应变片主要性能指标举例,上表中，哪几个型号是半导体应变片？依据是什么？,半导体应变片,及金属丝式应变片的结构,半导体应变片外形,金属丝式应变片的内部结构,1.,目测电阻应变片有无折痕,.,断丝等,缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴。,2.,用数字万用表测量应变片电阻值大,小。同一电桥中各应变片之间阻值,相差不得大于,0.5,欧姆,.,3.,试件表面处理：贴片处置用细纱纸打磨干净，用,酒精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹为止。,4.,应变片粘贴,:,在应变片基底上挤一小滴,502,胶水，,轻轻涂抹均匀，立即放在应变贴片位置。,四、电阻应变片的选择、粘贴技术,5.,焊线,:,用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。,6.,用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应,大于,500M,欧。,7.,应变片保护：用,704,硅橡胶覆于应变片上，防止,受潮。,四、应变片的粘贴：,1.,去污：,采用手持砂轮工具除去构件表面的油污、漆、锈斑等，并用细纱布交叉打磨出细纹以增加粘贴力，用浸有酒精或丙酮的纱布片或脱脂棉球擦洗。,2.,贴片：,在应变片的表面和处理过的粘贴表面上，各涂一层均匀的粘贴胶，用镊子将应变片放上去，并调好位置，然后盖上塑料薄膜，用手指揉和滚压，排出下面的气泡。,3.,测量：,从分开的端子处，预先用万用表测量应变片的电阻，发现端子折断和坏的应变片。,4.,焊接：,将引线和端子用烙铁焊接起来，注意不要把端子扯断。,5.,固定：,焊接后用胶布将引线和被测对象固定在一起，防止损坏引线和应变片。,三、测量转换电路,不平衡电桥,金属应变片的电阻变化范围很小，如果直接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难，且误差很大。,例,如，,有一金属箔式应变片，标称阻值,R,0,为,100,，灵敏度,K,=2,，粘贴在横截面积为,9.8mm,2,的钢质圆柱体上，钢的弹性模量,E,=2,10,11,N/m,2,，所受拉力,F,=0.2t,，受拉后应变片的阻值,R,的变化量仅为,0.2,。,使用不平衡电桥,将,R,/,R,转换为输出电压,U,o,，,来测量电阻微小的变化量,三、测量转换电路,不平衡电桥,电桥平衡的条件,：,R,1,R,3,=,R,4,R,2,电桥的基本类型,单臂电桥（,灵敏度最低）,双臂电桥,R,1,、,R,2,一个受拉、一个受压，,1,和,2,正负相反。,输出电压,U,o,成倍地增大。,四臂全桥（,灵敏度最高）,1,4,正负号相间，就可以使输出电压,U,o,成倍地增大。,全桥的温度补偿原理,采用全桥（或双臂半桥）还能实现温度自补偿。,当环境温度升高时，桥臂上的应变片温度同时升高，温度引起的电阻值漂移数值一致，可以相互抵消，所以全桥的温漂较小；半桥也同样能克服温漂。,四、应变效应的应用,应用：,测量应变应力、弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量。,应用分为两大类：,第一类是将应变片粘贴于某些弹性体上，并将其接到测量转换电路，这样就构成测量各种物理量的专用,应变式传感器,。,第二类是将应变片贴于被测试件上，然后将其接到应变仪上就可直接从应变仪上读取被测试件的应变量。,1,、应变式传感器,标准产品,应变式力传感器,应变式力传感器,F,F,F,F,各种悬臂梁,各种悬臂梁,F,F,固定点,固定点,电缆,应变片在悬臂梁上的粘贴及变形,案例：,电子称,原理,将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片转化为电量输出。,案例：冲床生产记数,和生产过程监测,案例：机器人握力测量,案例：,振动式地音入侵探测器,适合于金库、仓库、古建筑的防范，挖墙、打洞、爆破等破坏行为均可及时发现。,（,2,）应变式扭矩传感器,应变式数显扭矩扳手,可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造和家用电器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭矩。量程,2500N.m,，耗电量,10mA,，有公制,/,英制单位转换、峰值保持、自动断电等功能。,（,3,）、应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置,F,R,1,R,2,R,4,应变式荷重传感器外形及受力位置（续）,F,F,应变式荷重传感器外形及受力位置（续）,F,F,荷重传感器原理演示,荷重传感器上的应变片在重力作用下产生变形。轴向变短，径向变长。,汽车衡,汽车衡,汽车衡,称重系统,荷重传感器用于构件的称重,底座,垫块,电缆,荷重传感器,（共,3,个，,120,度分布，以达到均衡目的，另两个未拍出）,电子秤,磅秤,超市打印秤,远距离显示,电子天平,电子天平的精度可达十万分之一,人体秤,吊钩秤,便携式,压阻式固态压力传感器,利用扩散工艺制作的四个半导体应变电阻处于同一硅片上，工艺一致性好，灵敏度相等，漂移抵消，迟滞、蠕变非常小，动态响应快。,压阻式固态压力传感器的隔离、承压膜片,隔离、承压膜片可以将腐蚀性的气体、液体与硅膜片 隔离开来。,压阻式固态 压力传感器 内部结构,信号处理电路,小型压阻式固态压力传感器,高压进气口,低压进气口,绝对压力传感器,小型压阻式固态压力传感器（续）,呼吸、透析和注射泵设备中用的压力传感器,p,1,进气管,p,2,进气管,固态压力传感器,小型压阻式固态压力传感器（续）,表压压力传感器,p,1,进气管,投入式液位计,压阻式固态压力传感器用于投入式液位计：,p,1,的进气孔用柔性不锈钢隔离膜片隔离，并用硅油传导压力而与液体相通。,投入式液位计外形（续）,压阻式固态压力传感器,光柱 显示器,橡胶 背压管,投入式液位传感器,投入式液位传感器安装方便，适应于深度为 几米 至 几十米，且混有 大 量 污物、杂质的水或其他液体的液位测量。,2,、电阻应变仪,静态应变仪测量范围：,19999,；,分辨率：,1,；电桥电压：直流,2.5V,；,应变片：,120,或其他阻值；测量点数：,8/16,点；,电阻应变仪（续）,静动态 应变仪技术指标：,量程：,110000,频率范围：,0-150kHz,平衡方式：手动,精度：,0.3%,零点飘移：,-/,：,0.1-/24,小时：,0.5,灵敏度变化：,-/,：,0.05%-/24,小时：,0.3%,信噪比：,52dB,电阻应变仪（续）,接线端子,与计算机接口的多路电阻应变测量模块,材料应变的测量,斜拉桥上的斜拉绳应变测试,