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0.1 什么是传感器
国家标准GB 7665-87对传感器下的定义是:能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置, 通常由敏感元件和转换元件组成 0.2 什么是敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量(输入量)的部分 0.3 什么是转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和(或)测量的电信号的部分。 1 电阻式传感器——能量控制型传感器 1.1 什么是电阻式传感器把被测量对象的变化量转换为电阻变化的传感器 1.2 怎么定义电阻对于长度、截面积一定的金属丝,其阻值R可用下式表示: R = ρ l A R=\rho{\frac {l}{A}} R=ρAl L——电阻丝的长度; A——电阻丝的截面积; ρ——电阻丝的电阻率, 取决于导体材料的性质 1.3 电阻式传感器的种类 1.3.1 电位器式这个高中已经讲过基本的内容了,所以这里不详述,大致分为直线位移型变阻式传感器,角位移型变阻式传感器,非线性型变阻式传感器(下图左到右) 首先我们根据高中知识可以知道它的变化是线性的,但是这是近似的结果,对于绕线式的电位器来说,如下图: 当滑臂触点从一圈导线移动至下一圈的时候,电阻值的变化是台阶形的,这限制了电位器的分辨率。实际中能做到绕线间的密度为25圈/mm,对直线移动式装置来说,分辨率最小为 40 μ m 40\mu m 40μm ,而对于一个直径为 5 c m 5cm 5cm 的单线圈转动式电位器来说,其最好的角分辨率约为 0.1 ° 0.1° 0.1° 1.3.1.2 应用举例落料重量自动检测 煤气包储量检测 1856 年英国物理学家 W. Tomson 发现了金属材料的应变效应,即一根金属导线在其拉长时电阻增大,在受压缩短时电阻减小。这个规律被称为金属材料的电阻应变效应。 1.3.2.1 电阻应变效应导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值响应发生变化 1.3.2.2 应变片工作原理对于长度、截面积一定的金属丝,其阻值 R R R 可用下式表示: R = ρ l A R=\rho {\frac{l}{A}} R=ρAl 根据上述电阻应变效应,金属应变片电阻 R R R 为 R = ρ l / A R =\rho l/A R=ρl/A, 其中任何一个参数变化均会引起电阻变化,对公式进行微分可得 d R = ρ A d l − ρ l A 2 d A + l A d p dR={\frac{\rho}{A}dl}-{\frac{\rho l}{A^2}dA}+{\frac{l}{A}dp} dR=Aρdl−A2ρldA+Aldp 带入 R = |
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