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ag官方手机登录传感器原理及应用赵燕答案

发布日期:2020-07-10 17:32

  传感器原理及应用赵燕答案_销售/营销_经管营销_专业资料。传感器原理及应用赵燕答案 【篇一:传感器课程设计】 告 学 专 业:应用物理 14-1 姓 名: 史高强学 号:2014305063 指导老 师:李 洋 2016 年 12 月 28 日 一、 摘要:

  传感器原理及应用赵燕答案 【篇一:传感器课程设计】 告 学 专 业:应用物理 14-1 姓 名: 史高强学 号:2014305063 指导老 师:李 洋 2016 年 12 月 28 日 一、 摘要: 电阻应变式传感器具有灵敏度和精度高,性能稳定、可靠、尺寸小、 重量轻、结构简单、使用方便、测量速度快等优点,且能在恶劣环 境下工作,在力、压力和重要测试中有非常广泛的应用。所以电阻 应变式力传感器制作的电子称具有准确度高易于制作,简单实用、 成本低廉、体积小巧、携带方便等特点。 本文从数显电子称的要求分析入手,将整个系统分成四个部分,分 析和讨论了各个部分的电路原理、控制策略、实现方法。详细讨论 了系统的各种工况及信号的传递情况,并得到了系统各个部分在不 同工况的工作状态。电阻应变式传感器工作原理是基于电阻应变效 应原理。用金属电阻丝制作成电阻应变片,将其粘贴在弹性体上。 测量时,当弹性体受力变形时,应变片的敏感栅也随同变形,其电 阻值发生相应变化,通过转换电路转换为电压或电流的变化,将电 信号通过数码显示器显示出来,从而完成了将外力变换为电信号的 过程。 二、设计方案的确定: 本设计方案应用弹性元件作敏感元件,为了使力(重力)的作用点 不受限制,本方案选用等强度梁作为弹性敏感元件;为了使输出信 号大,选用半导体应变片作转换(传感)元件,并选用电桥作测量 电路;传感器输出信号经放大后, 进行 v f 变换,以频率信号形式输出到单片机,经单片机运算处理, 显示重量值。信号进行 v f 变换可以增加信号传输 距离,并具有抗干扰能力。同时省掉了 a d 环节,提高了系统精度, 简化了与单片机的接口。方案组成框图如图 1 所示。 三、电阻应变式测力传感器部分的设计: (1)等强度梁结构设计: 等强度梁的结构如图 2 所示,是一种特殊形式的悬臂梁。其特点是: 沿梁长度方向的截面按一定规律变化,当集中力 f 作用在梁三角形顶 点上时,距作用点任何距离截面上的应 力相等,故在对 l 方向上黏贴应变片位置要求不严。梁的固定端宽 度为 b0,自由端宽度为 b,梁长为 l,梁厚为 h。 根据悬臂梁特性, 当重力作用在自由端时,最大弯曲应力为 则应变为 b0he?w (2) 式中 w——被称物体重力; h——梁厚度; b0——固定端宽度; l——梁长; e——弹性模量。 根据式(1)和强度理论,可写出强度条件: 由许用应力、称重范围及允许梁占用的空间几何尺寸,加以经验值, 来选择制造梁的材料,确定梁长、厚度等结构参数。ag官方手机登录 (2)测量电桥设计: 为了消除非线性误差和温度误差对测量结果的影响,设计的测力电 阻应变式传感器采用四臂差动式电桥测量电路。距固定端较近的表 面顺着梁的长度方向分别贴上 r1、r4 和 r2、r3(r2、r3 在底部)四 个电阻应变计。若 r1、r4 承受拉力,则 r2、r3 将受到压力,两者应 变相等,但极性相反,如图 3 所示。 设 r1=r2=r3=r4=r,?r1=?r4=?r,?r2=?r3=??r,则差动全桥输出 电压公式为 ?ru0=us? (3)温度误差及其补偿 1、温度误差: 由于测量现场环境温度改变而给测量带来的附加误差,称为应变片 的温度误差。产生温度误差的主要因素有以下两点。a.电阻温度系数 的影响。b.试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。 【篇二:自动检测技术】 ............................................................................................................ ... - 2 - 2、关键 词........................................................................................................ ............................ - 2 3、引 言 ....................................................................................................... ................................ - 2 4、电阻式传感器概 述........................................................................................................ ........ - 2 4、1 电阻应变式传感 器 ..................................................................................................... 34、1、1 基本原 理 ...................................................................................................... - 3 - 4、2 电阻应变式传感器的应 用 ........................................................................................ - 5 - 4、 3 电阻应变式传感器的应用行 业: ............................................................................ - 7 - 4、4 电 阻应变式传感器的在具体工程中的应 用 ............................................................ - 7 4、4、1、电阻触摸 屏 ................................................................................................ - 7 4、4、2 地 磅 ....................................................................................................... ........ - 8 - 4、5 电阻应变式传感器的发展趋 势 ................................................................................. - 8 5、参考文 献........................................................................................................ ........................ - 9 1、前言 传感器是能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。按照传感器的工作原理不同,传感器可分为多个 种类,有电阻式、电感式、电容式、压电式、磁电式,热电势等等。 其中电阻式传感器又有电阻应变片式传感器,固态圧阻式传感器, 热电阻式传感器,气敏电阻,和湿敏电阻。 2、关键词 电阻式 传感器 应用 发展 3、引言 电阻式传感器的基本原理是将被测量的变化转化成为传感元件电阻 值的变化再经过转换电路变成电信号输出。电阻值的变化有通过电 阻应变效应,也有通过硅的圧阻效应,导体的电阻率随着温度而变 化这一物理现象等。气敏电阻是利用气体的吸附而使半导体本身的 电导率发生变化这一机理来检测的,湿敏电阻则是通过湿敏材料吸 收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。电 阻应变片诞生 70 多年,品种规格已达 2 万多种,技术也相当成熟。 4、电阻式传感器概述 电阻式传感器是利用一定的方式将被测量的变化转化为敏感元件电 阻参数的变化,再通过电路转变成电压或电流信号的输出,从而实 现非电量的测量。 可用于各种机械量和热工量的检测,如用来测量力、压力、位移、 应变、速度、加速度、温度和湿度等。它结构简单,性能稳定,成 本低廉,在许多行业得到了广泛应用。 由于构成电阻的材料及种类很多,引起电阻变化的物理原因也很多, 这就构成了各种各样的电阻式传感元件以及由这些元件构成的电阻 式传感器。 4、1 电阻应变式传感器 4、1、1 基本原理 电阻应变效应:导体或半导体材料在外力作用下会产生机械形变, 其电阻值也发生相应改变,这种现象称为电阻应变效应。金属电阻 应变片的工作原理就是电阻应变效应。 由欧姆定律知,对于长为 l、截面积为 可以表示为 r=?、电阻率为 的导体,其电阻 l a 、 和 dr?? adl??l a2da?ld? a ?r?l?a?????rla? 所以: 其中: e 为材料的弹性模量 。 k 金属电阻的灵敏系数 由式 k0??rr?1?2????/? 可以明显看出,金属材料的灵敏系数受两 个因素影响?? 一个是受力后材料的几何尺寸变化所引起的,即 变化所引起的,即项;另一个是受力后材料的电阻率??/? ?项。对于金属材料??/? ?项比 项小得多。大量实验表 明,在电阻丝拉伸比例极限范围内,电阻的相对变化与其所受的轴 向应变是成正比的,即 k0 为常数,于是可以写成: 电阻应变式传感器的优点: 1、结构简单,使用方便; 2、易于实现自动化、多点及远距离测量、遥测; 3、精度高,测量范围广; 4、使用寿命长,性能稳定可靠; 5、结构简单,体积小,重量轻; 6、频率响应较好,既可用于静态测量又可用于动态测量; 7、价格低廉,品种多样,便于选择和大量使用。 ?r=k0? r 4、2 电阻应变式传感器的应用 电阻应变片的应用有两个方面: 1、作为敏感元件,可直接用于被测试件的应变测量; 2、作为转换元件,通过弹性元件构成传感器,可用于对任何能转换 成弹性元件应变的其他物理量的间接测量。 例如: (1)测力传感器 : (2)压力传感器 : 【篇三:传感器技术教学大纲_】 txt课程名称:《传感器技术》 课程编码: 学 分:2 总学时:32 学时(理论教学:24 学时;实验教学:8 学时) 适用 专业:电气自动化 先修课程:高等数学、普通物理、电路原理、电子技术、微机原理、 自控原理等 一、课程的类别、性质、目的与任务 课程的类别:专业课;课程的性质:必修课;课程的目的与任务: 使 电气自动化专业的学生在传感器技术方面具有较广的知识,了解检 测中常用传感器的结构、工作原理、特性、运用及发展方向,使该 专业毕业生在工作中具有正确使用传感器的能力。 二、教学基本要求: 掌握各种常用传感器的结构、原理、特性、应用中的主要问题。初 步掌握电子工程参数检测的测量电路。了解自动检测系统的组成、 测量原理、转换电路以及测量的基本知识。基本具备传感器的自学 能力。 第一章 传感器的特性 ( 4 学时) 1、1 传感器的定义、组成、作 用和分类 1、2 传感器的基本特性 第二章 热电式传感器 ( 6 学时) 2.1 热电势式测温传感器 2.2 热电阻测温 2.3pn 结型测温传感器 2.4 集成电路温度传感器 2.5 热释电式传感器 2.6 热传感器应用举例 第三章 应变传感器 ( 6 学时) $3、1 电阻式传感器工作原理 $3、2 电阻式传感器测量电路 $3、3 第四章 $4、1 $4、2 $4、3 第五章 $5、1 $5、2 $5、3 第六章 $6、1 $6、2 $6、3 第七章 $7、1 $7、2 第八章 $8、1 $8、2 $8、3 第九章 $9、1 $9、2 电感式传感器 变磁阻电感式传感器 差动变压器电感式传感器 电涡 流电感式传感器 电容式传感器 电容式传感器工作原理 电容式传感 器测量电路 电容式传感器典型应用 压电式传感器 压电式传感器工作 原理 压电式传感器测量电路 压电式传感器典型应用 磁电式传感器 磁电式传感器 霍尔式传感器 热电式传感器 热电偶传感器 热电阻传 感器 热敏电阻传感器 光电传感器光电式传感器 光电效应 ( 6 学时) ( 6 学时) ( 6 学时) ( 4 学时) ( 6 学时) ( 2 学时) 第 2 页 共 3 页 电阻式传感器典型应用 第十章 辐射与波式传感器( 2 学时) $10、1 红外传感器 $10、2 微波传感器 $10、3 超声波传感器 四、教学参考书 1、 教材: 《传感器原理及应用技术》西安电子科技大学出版社 刘 笃仁 2、 参考书: ? 《传感器原理 设计与应用》国防科技大学出版社刘迎春 ? 《传感器原理与应用》 中国广播电视大学出版社 张正伟 ? 《检测技术及仪表》 机械工业出版社 李军 ? 《传感器原理及应用》 北京大学出版社 赵燕 五、说明 1、特色:本课程在内容上应尽量联系实际,在讲解上着重物理概念 的阐述。讲清结构、原理、特性,不进行复杂的数学推导,必要时 直接引用公式。力求做到重点突出,由浅入深,便于学生理解、掌 握和使用。 2、教学方式及考试方式:采用课堂教学、实验、听讲座、讨论等有 机结合;考试方法为作业、实验、期末考试结合,期末考试占总成 绩的 40%,技能占 40%,其余占 20%。 执笔人:王伟平审定人: 教学基层组织主任: 第3页共3页

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