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1 # 靜雨軒1121
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2 # Talk工控白
電阻應變片式感測器的工作原理是什麼?
電阻應變片屬於電阻式敏感元件,它的組成由基底、敏感柵、覆蓋層、引線等四部分組成。像稱重感測器、力感測器絕大多數用的就是用這個電阻應變片式感測器。應變片式感測器是基於測量物體受力變形產生應變的一種感測器,而核心部分就是電阻應變片,其會直接影響感測器的各種效能指標。
電阻應變片的工作原理是基於金屬的應變效應,金屬導體電阻隨著它受到被測物體的機械力變形大小而發生變化的現象,也稱之為金屬電阻應變效應。從上述可知,電阻應變片感測器是把被測物體的重量變化轉換為電阻值的變化,其最常用的是橋式測量電路,而橋式測量電路採用四個電阻構成電橋。由於電橋有兩個對角線,分別接工作電源和作為輸出電壓。其特點;如果四個橋臂電阻達到相應平衡,那麼電橋輸出電壓為零,否則就有電壓輸出。
其實國家標準中有對應變片阻值規定,規定值有60Ω120Ω200Ω350Ω500Ω1000Ω,但是但是應變片電阻值採用較多的還是350Ω,也是很多感測器常採用的應變片片電阻值。電阻應變片的阻值大其效能越好,因為應變片電阻值大,那麼透過的電流小,由自熱引起的溫度就低,而且持續工作時間延長,還有其動態測量信噪比也提高。所以說高阻值應變片不僅僅是減小焦耳熱引起的零漂,還能提高感測器長期工作的穩定性。唯一不好的就是高阻值應變片感測器價格貴,但是對提高感測器的精度是非常有幫助的。
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3 # 玩轉嵌入式
電阻應變片是一種常用的應力感應元器件,在電子秤、體脂秤等稱重產品中應用比較廣泛,如小米和華為的體脂秤都是用電阻應變片來測量的,將重量的變化轉化成電阻值的變化,進而轉化為電壓的變化。將電阻應變片加上合適的結構件外殼後即成為應變感應感測器,應變片的實物圖如下圖所示。
應變片用來設計產品時,為了更加精確的測量電阻的變化,一般會設計一個惠斯通電橋電路,該電路由四個電阻構成,其中三個是引數計算好的定值電阻,另外一個是應變片。電路如下:
在初始狀態下,R1R3的乘積與R2R4的乘積相等,所以所檢測到的電壓差為零。當外界應力發生變化後,應變電阻R4的阻值發生變化,平衡被打破,檢測到電壓差。
假設電壓為VCC,流過R1和R2的電流假設是I1,流過R4和R3的電流假設是I2,則電流的計算方法如下:
I1=VCC/(R1+R2), I2=VCC/(R3+R4),
R2兩端的電壓V1=VCC×R2/(R1+R2);
R3兩端的電壓V2=VCC×R3/(R3+R4);
透過以上計算公司得到壓差ΔU= VCC×(R2R4-R3R1)/[(R1+R2)(R3+R4)],
再將ΔU送入差分放大電路,放大到合適的數值後即可被微控制器取樣得到,從而計算出重量值,即實現了重量的檢測。
回覆列表
電阻應變片式感測器的工作原理:
彈性體(彈性元件,敏感梁)在外作用下產生彈性變形,使貼上在他表面的電阻應變片(轉換元件)也隨同產生變形,電阻應變片變形後,它的阻值將發生變化(增大或減小),再經相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電訊號(電壓或電流),從而完成了將外力變換為電訊號的過程。