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應(yīng)變傳感器穩(wěn)定性分析
1、引言
傳感器長期穩(wěn)定性是指傳感器在使用過程中其各種技術(shù)指標(biāo)隨時間而變化的程度。傳感器基本技術(shù)指標(biāo)共有十多項,把這些具體指標(biāo)的長期穩(wěn)定性問題放在一起討論是很困難。這是因為傳感器多項技術(shù)指標(biāo)之間不相互聯(lián)系,其間不存在簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系,其關(guān)聯(lián)的技術(shù)和理論知識面廣而且很復(fù)雜。
本文論述了應(yīng)變傳感器零點輸出長期穩(wěn)定性問題。從理論上論述了傳感器零點輸出值隨時間變化的機理。影響傳感器零點輸出長期穩(wěn)定性因素是在傳感器制造工藝、選材和工人操作因素引起的傳感器工作電路電阻率變化,基底膠和彈性體材料的應(yīng)力狀態(tài),幾何尺寸的變化而導(dǎo)致傳感器零點輸出值的變化。
如何提高電阻應(yīng)變式傳感器以下簡稱傳感器的長期穩(wěn)定性,這是國內(nèi)傳感器行業(yè)非常關(guān)心的問題。
2、應(yīng)變傳感器工作原理
應(yīng)變效應(yīng)——材料在受外力作用時,將產(chǎn)生機械變形,機械變形會產(chǎn)生阻值變化,這種因形變而使其阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)”
基本原理——σ=E*ε,ΔR/R=K*
ε,其中σ為試件的應(yīng)力,ε為試件的應(yīng)變,E試件材料的彈性模量,ΔR/R電阻變化率,K為靈敏度系數(shù),一般在1.7—3.6之間
測量原理——用應(yīng)變片測量時,將其粘貼在彈性體上。當(dāng)彈性體受力變形時,應(yīng)變片的敏感柵也隨同變形,其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化,通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化
檢測電路——把應(yīng)變計的ΔR/R變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化,通常采用惠斯登電橋電路實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。