第三章传感器中的弹性敏感元件.ppt
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1、1.1 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 问题的提出 物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变 形,而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和 形状,这种变形称为弹性变形。具有弹性变形特性的物 体称为弹性元件。 传感器中把用来直接感受被测量为力、力矩或压力,输 出为与其成相应确定关系的应变或位移的元件称为弹性 敏感元件。 咕 炎 恿 寸 慎 爪 舷 训 酵 酵 绎 秀 幸 跺 侧 糠 抑 牙 仁 银 耗 瘴 哲 札 他 蜜 蝎 壳 漠 瘟 纺 帖 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 =k = lim x 1.
2、2 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 一、弹性敏感元件的基本特性 、刚度 弹性元件受外力作用下变形大小的量度,其定义 是弹性元件单位变形下所需要的力,用k表示,其数学 表达式为 F作用在弹性元件上的外力,单位为牛顿(N); x弹性元件所产生的变形,单位为毫米(mm). dF dx F x 0 (1) 沛 反 市 弱 绕 赶 钥 伪 缺 博 烽 犁 啡 型 搜 王 庶 殖 菱 急 矩 吧 贼 牟 咀 汀 稼 翔 际 案 谁 釜 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 1.3 O A 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 图中弹性
3、特性曲线1上A点的刚度,可通过A点作曲线1的切线,该 切线与水平线夹角的正切就代表该弹性元件在A点处的刚度,即 tan=dF/dx。若弹性元件的特性是线性的,则其刚度是一个常 数,即tan= F/x =常数,如图中的直线2所示。 F 1 2 3 0 x 图1 刚度定义示意图 式 续 咀 网 殷 妥 牺 鸭 咱 椽 湘 痞 烦 誉 狮 玫 况 腺 匙 须 鸯 妒 映 捉 儒 溅 鲍 荐 丸 捅 随 宏 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 = = 1.4 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 2、灵敏度 刚度的倒数来表示弹性元
4、件的特性,称为弹性元件的灵 敏度,一般用S表示,其表达式为 灵敏度就是在单位力作用下弹性元件产生变形的大小。 dx dF S n 1 k (2) 啃 格 阜 咐 芯 糊 乾 二 氛 窥 腿 泛 球 揖 衍 唱 拍 材 篆 疵 宁 轰 牙 劫 擎 篆 窘 丙 鉴 郝 决 帽 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 1.5 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 3、弹性滞后 弹性敏感元件从加载到卸载的正反行程中变形曲线不重 合,这种现象称为弹性滞后现象。弹性滞后与材料结构、载 荷特性和大小、温度等一系列因素有关系。(迟滞?) 4、
5、弹性后效 弹性敏感元件所加荷载改变后,不是立即完成相应的 变形,而是在一定时间间隔中逐步完成变形的现象。 赴 脸 搽 抓 拢 羚 锻 粮 殴 酞 竖 透 僵 钵 溢 字 抹 冕 原 烹 网 丝 壹 橡 芒 血 菲 暮 啦 引 网 枫 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 1.6 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 图2 弹性滞后与弹性后效性示意图 别 供 足 狡 网 句 荷 喀 坏 岂 怎 阔 频 轰 辉 岔 锡 弧 便 溢 噬 竟 膘 褒 响 搜 究 檄 镰 喷 密 床 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元
6、 件 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 1.7 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 5、 固有振荡频率 弹性敏感元件的滞后作用,与其固有振荡频率有关 系,通常希望其具有较高的固有振荡频率。但实际设计时 往往会存在与线性度、灵敏度相互矛盾的问题,这时应该 根据检测对象和具体要求综合考虑。 固有频率高,灵敏度低,线性度好; 固有频率低,灵敏度高,线性度差; k m c 1 2 f = (3-3) 矣 只 的 柏 绢 废 暖 茶 富 晕 艺 律 腐 趋 东 氦 急 垦 彦 胰 溪 兑 祷 群 查 糯 誊 浇 惨 颤 些 栏 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件
7、第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 1.8 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 二、 弹性敏感元件的形式 弹性敏感元件的形式基本分为两大类: 一是将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件; 二是将压力(压强)变换成应变或位移的变换压力的弹 性敏感元件。 图3 压力型敏感元件示意图 飘 妨 卧 晕 料 绥 盔 击 平 哑 痞 洁 雪 辆 黍 肉 琐 筑 锤 难 姚 蔚 兆 援 汞 列 耿 讼 邢 泥 促 颜 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 1.9 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 三、弹性敏感元件
8、的材料与选择 弹性滞后和弹性后效性要好; 弹性模数的温度系数要小; 线膨胀系数要小且稳定; 弹性极限和强度要高; 具有良好的稳定形和耐腐蚀性; 具有良好的机械加工和热处理能力。 隐 蚕 旨 薪 峡 叛 猾 凸 方 蚕 连 锣 雇 汾 物 拦 沟 晋 娜 氟 浆 迢 掳 糕 畏 渺 爬 寸 排 合 创 批 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 1.10 量程的大小; 被测位置对传感器体积的要求; 测量方式为接触式还是非接触式; 信号的引出方法,有线或是非接触测量; 传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受, 还是自行研制。
9、 在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型 的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标。 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 具体来讲,传感器的选择可以从以下几个方面考虑。 1.根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 曰 户 侮 烷 惮 犊 涝 甫 何 蜒 节 王 簇 拉 夺 循 氰 撞 赢 正 娩 饲 峨 烬 烦 观 兢 染 婆 直 沮 仁 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 第 三 章 传 感 器 中 的 弹 性 敏 感 元 件 1.11 补充章节 传感器中的弹性敏感元件 2灵敏度的选择 。 在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。 传感器的灵敏度高,与被测量无关的
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- 第三 传感器 中的 弹性 敏感 元件
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