電子拉力試驗（yàn）機傳感（gǎn）器對力值測量的作用

更新時（shí）間：2010-08-17

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電子拉力試（shì）驗機傳感器（qì）對力值測量的作用

電子拉力試驗機力（lì）值的測量是通過測（cè）力傳（chuán）感器、放大器和數據處理係統來實現測量，zui常用的測力（lì）傳感器（qì）是應變片式傳感器。
所謂應變片式（shì）傳（chuán）感器（qì），就是由（yóu）應變片、彈性元件和某些附件（補償元件、防護罩、接線插座、加（jiā）載件組成），能將某種機械量變成電量輸（shū）出的器件。
應（yīng）變片式的拉、壓力（lì）傳感（gǎn）器國內外種類繁多，主要有筒狀力傳感器、輪輻式力傳感器（qì）、S雙連孔型傳感器、十字梁式傳（chuán）感器等（děng）類型。
從材料力學（xué）上得知，在小（xiǎo）變形條件下，一個彈（dàn）性元件某（mǒu）一點的應變ε與彈性元件所受的（de）力成正比，也（yě）與（yǔ）彈性的（de）變形成正比。以S型傳感器為例（lì），當傳感器受（shòu）到拉力P的作用時，由於彈性元件（jiàn）表麵粘貼有應變片，因為彈性元（yuán）件的（de）應變與外（wài）力P的大小成正比（bǐ）例，故此（cǐ）將應變片接（jiē）入測量電路中，即可通（tōng）過測出其輸出電壓（yā），從而測出力的（de）大小（xiǎo）。
對於（yú）電（diàn）子拉力試驗機的傳感（gǎn）器，一（yī）般采用差動全橋測量，即將所粘貼的應變片組成（chéng）橋路，R1、R2、R3、R4，實際為阻值相等的4片（或（huò）8片）應變片，即R1=R2=R3=R4，當傳感器受（shòu）到外力（拉力或壓力）作用時，傳感器彈性元件產生應變而使各電阻值發生（shēng）變化，其變化（huà）值分別為△R1△、R2、△R3、△R4，結果原來平衡的電橋，現在不平衡了，橋路就有電壓（yā）輸出，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引起傳感器內（nèi）應變片的變（biàn）形（xíng），導致電橋的不平衡，從（cóng）而（ér）引起電子拉力試驗機傳感器輸出電壓的變化，我們通過測量輸出電壓的變化（huà）就可以（yǐ）知道力（lì）的大小了。
一般來（lái）說，傳感器（qì）的輸出信（xìn）號（hào）都是非常微（wēi）弱的，通常隻有幾個mV，如果我們直接對此信號進行（háng）測量，是非常困難的，並且不能滿足高精度測量要求。因此必須通過放大器將此微弱信號放大，放大後的信號電（diàn）壓可達10V，此時的信號為模擬信號（hào），這個模擬信號經過多路開（kāi）關和A/D轉換芯片轉變為（wéi）數字信號（hào），然後進（jìn）行數據處（chù）理，至此，電子拉力試驗機力的測量告一段落。

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