拉力機(jī)的測(cè)力傳感器是怎樣“工作”的？
瀏覽次數(shù)：1395更新日期：2021-11-24
拉力機(jī)作為一款被各行業(yè)廣泛應(yīng)用的試驗(yàn)設(shè)備，是用來對(duì)各種金屬、非金屬及復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試和分析研究的，拉力機(jī)采用微型直流伺服電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，單片微機(jī)實(shí)時(shí)顯示試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)狀態(tài)，對(duì)試驗(yàn)過程的控制是通過單片機(jī)自動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)的，可自動(dòng)計(jì)算出被實(shí)驗(yàn)材料的大實(shí)驗(yàn)值、斷裂值等數(shù)據(jù)。
拉力機(jī)對(duì)力值的測(cè)量是經(jīng)過測(cè)力傳感器、擴(kuò)大器和數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)來完成測(cè)量。從力學(xué)資料上得知，在小變形前提下，一個(gè)彈性元件某一點(diǎn)的應(yīng)變ε與彈性元件所受的力成正比，也與彈性的變構(gòu)成正比。以S型傳感器為例，當(dāng)傳感器遭到拉力P的效果時(shí)，因?yàn)閺椥栽獗碚迟N有應(yīng)變片，由于彈性元件的應(yīng)變與外力P的大小成正比例，故此將應(yīng)變片接入測(cè)量電路中，即可經(jīng)過測(cè)出其輸出電壓，然后測(cè)出力的大小。
拉力機(jī)的測(cè)力傳感器彈性體為S型雙彎曲梁結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)應(yīng)用電阻應(yīng)變?cè)恚瑢?個(gè)電阻應(yīng)變片分別粘貼在適當(dāng)?shù)奈恢?，如梁的上下表面，組成惠斯登電橋。惠斯登電橋是一種由4個(gè)電阻組成用來測(cè)量其中一個(gè)電阻阻值(其余3個(gè)電阻阻值已知)的裝置，4個(gè)電阻組成一個(gè)方形。
拉力機(jī)的測(cè)力傳感器基于這樣的一個(gè)工作原理：
彈性體在外力的作用下產(chǎn)生形變，使粘貼在它表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換原件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或者減小），在經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路吧這一電阻轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或者電流），從而完成將外力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過程。
電阻應(yīng)變片的原理是基于應(yīng)變效應(yīng)制作的，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值相應(yīng)的發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)”。
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