電子拉（lā）力試驗機傳感器對力值測量（liàng）的作用

更新時間：2010-08-17

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電（diàn）子拉力試驗（yàn）機傳（chuán）感器對力值測量的作用

電子拉（lā）力試驗機力值的測量是通過測力傳感器、放大器和數據處理係統來實現測量，zui常用的測力傳感器是應變片式傳（chuán）感器。
所謂應變片式傳感器，就是由應（yīng）變片（piàn）、彈性元件和某（mǒu）些附件（補償元件、防護罩、接線插座、加載件組成），能將某種機（jī）械量變成電量輸出的器件。
應變片式的拉、壓力傳（chuán）感器國內外種類繁多，主要有筒（tǒng）狀力傳感器、輪輻式力傳感器、S雙（shuāng）連（lián）孔型傳感器、十字梁式傳感器等類型（xíng）。
從材料力（lì）學上得知，在小變形條件下，一個彈性元件某一點的應變ε與彈性元件所受的力成正比，也與彈性的變形成正（zhèng）比。以S型傳感器為例，當傳（chuán）感器受到拉力（lì）P的作用時，由於彈（dàn）性元件表麵粘貼有應變（biàn）片，因為彈性元件的應變與外力P的大小（xiǎo）成正比例，故此將應變片接入（rù）測量電路中，即（jí）可通過測（cè）出其（qí）輸（shū）出電壓，從（cóng）而測出力的大小。
對於電子拉力試驗機的傳感器，一般采用差動全橋測量，即將所粘貼的應變片組成橋路，R1、R2、R3、R4，實際為阻值相等的4片（或8片）應變片（piàn），即R1=R2=R3=R4，當傳感器受到外力（拉（lā）力（lì）或壓力）作用時，傳感器彈性（xìng）元件（jiàn）產生應變而使各電阻值發生變化，其變化值分別為△R1△、R2、△R3、△R4，結果原來平衡的電橋，現（xiàn）在不平衡了，橋路就有電壓輸出（chū），設△E
則△E= [R1R2/（R1+R2）2 ]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4）U式中U為外電源供給橋路的電壓進一步筒化有
△E=[R2/4R2]（△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R）U
將△Ri/Ri=Kεi代上上式
則有 △E=[UK/4]（ε1-ε2+ε3-ε4）
簡單來說，外力P引（yǐn）起傳感器內應變片的變形（xíng），導致（zhì）電橋的不平衡，從而引起（qǐ）電子拉力試驗機傳（chuán）感器輸（shū）出電壓的變化，我們通過測量輸出電壓的變化就可（kě）以知道（dào）力的大小（xiǎo）了。
一般來說，傳（chuán）感器的輸出信號都是非常微弱的，通常隻有幾個mV，如果我們直接對此信號進行測量，是（shì）非常（cháng）困難的，並且不能滿足高精度測量要求。因此必須通過放大器將（jiāng）此微（wēi）弱信號放大，放大後的信號（hào）電壓可達10V，此時（shí）的信號為模擬信（xìn）號，這個（gè）模擬信號經過多路開關（guān）和A/D轉換芯片轉變為數字信號，然後進行數據處理，至此，電子拉力試驗機力的測量告一段落。

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