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力傳感器的疑難解答

力傳感器的組成是什么？
答：力傳感器主要由力敏感元件、轉換元件和測量、顯示電路組成。
彈性敏感元件的作用是什么？其分類有幾種？各有何特點？
答：
作用：彈性敏感元件的作用是把力或壓力轉換為應變或位移，然后再轉換電路將應變或位移轉換為電信號。
分類：（1）力轉換為應變或位移的變換力的彈性敏感元件
（2）壓力轉換為應變或位移的變換壓力的彈性敏感元件
特點：
變換力的彈性敏感元件
圓柱式：結構簡單，可承受較大的載荷，便于加工，實心圓柱形可測量大于10kN的力，空心圓柱形可測量1~10kN的力，且應力變化均勻。
圓環(huán)式：圓環(huán)式的敏感元件比圓柱式輸出的位移大，因而具有較高的靈敏度，適用于測量較小的力。
懸臂梁式：它的一端固定，一端自由，結構簡單，加工方便，應變和位移較大，適用測量1~5kN的力。
壓力的彈性敏感元件
彈簧管：C形彈簧管的一端密封但不固定，成為自由端，另一端連接在管接頭上且固定，流體壓力通過管接頭進入彈簧管后，在壓力F作用下，彈簧管的橫截面力圖變成圓形截面，截面的短軸力圖伸長。使彈簧管趨向伸直，一直伸展到管彈力與壓力的作用相平衡為止。這樣自由端便產(chǎn)生了位移。通過測量位移的大小，比可得到壓力的大小。
波紋管：波紋管的軸向在流體壓力作用極易變形，有較高的靈敏度。
波紋膜片和膜盒：線性度好，靈敏度高及各種誤差小。
薄壁圓筒：筒壁均勻受力，并均勻向外擴張，所以在管壁的軸線方向產(chǎn)生拉伸力和應變力。
電阻應變式傳感器的工作原理是什么？它是如何測量試件的應變的？
答：工作原理：通過一定的機械裝置將被測量轉化成彈性元件的變形，然后由電阻應變片將變形轉換成電阻的變化，再通過測量電路進一步將電阻的改變轉換成電壓或電流信號輸出。
測試原理：測試時，將應變片用粘接劑牢固的粘貼在被測試件的表面上，隨著試件受力變形，應變片的敏感柵也獲得同樣的變形，從而使其電阻隨之發(fā)生變化，而此電阻的變化是與試件應變成比例的，因此如果通過一定的測量線路將這種電阻的變化轉換為電壓或電流變化，然后再用顯示記錄儀表將其顯示記錄下來，就能知道被測試件應變量的大小。
電阻應變式傳感器的測量電路有哪些？各有何特點？
答：恒壓源供電的直流電橋
特點：當被測量無變化時，電橋平衡，輸出為零。當測量發(fā)生變化時，電橋平衡被打破，有電壓輸出，輸出的電壓與被測量的變化成比例。
恒流源供電的直流電橋
特點：當橋臂電阻發(fā)生變化時，電橋有輸出，輸出大小與橋臂電阻變化成正比。
電阻應變片為什么要進行溫度補償？補償方法有哪些？
答：電阻應變片傳感器是靠電阻值來來度量應變的，所以希望它的電阻只隨應變而變，不受其它因素的影響。但實際上，雖然用作電阻絲材料的銅、康銅溫度系數(shù)很小(大約在=(2.5～5.0)×10-5/℃)，但與所測應變電阻的變化比較，仍屬同一量級。如不補償，會引起很大誤差。這種由于測量現(xiàn)場環(huán)境溫度的變化而給測量帶來的誤差，稱之為應變片的溫度誤差。
補償方法：（1）線路補償。
（2）應變片自補償。
應變片的粘貼、固化和檢查工藝有哪些？
答：去污
試件表面的處理粘貼之前，應先將試件表面清理干凈，用細砂紙將試件表面打磨平整，再用丙酮、四氯化碳或氟利昂徹底清洗試件表面的灰塵、油漬，清理面積約為應變片的3～5倍。
粘貼
在清理的試件表面上均勻涂刷一薄層粘接劑作為底層，待其干燥固化后，再在此底層及應變片基地的地面上均勻涂刷一薄層粘接劑，等粘接劑稍干，即將應變片貼在畫線位置，用手指滾壓，把氣泡和多余的粘接劑擠出。注意，應變片的底面也要清理。
粘貼后測量
從分開的端子處，預先用萬用表測量應變片的電阻，尋找端子折斷和損壞的應變片。
焊接
將引線和端子用烙鐵焊接起來，注意不要把端子扯斷。
固定
焊接后用膠布將引線和被測對象固定在一起，防止損壞引線和應變片
壓電式傳感器的工作原理是什么？壓電材料有哪些？
答：原理：某些晶體受一定方向外力作用而發(fā)生機械變形時，相應的在晶體表面產(chǎn)生符號相反的電荷，外力去掉后，電荷消失，力的方向改變時，電荷的方向也隨之改變，這種現(xiàn)象稱為壓電效應。
材料：（1）石英晶體
（2）壓電陶瓷
（3）高分子壓電材料

壓電陶瓷有何特點？
答:壓電陶瓷是人工制造的一種多晶體電體，它由無數(shù)的單晶組成,各單晶的自發(fā)極化方向是任意排列的，因此每個單晶具有強的壓電性質(zhì)，但組成單晶后，各單晶的壓電效應卻互相抵消了，所以，原始的壓電陶瓷是一個非壓電體，不具有壓電效應。為了使壓電陶瓷具有壓電效應，就必須進行極化處理。所謂的極化處理就是在一定的溫度的條件下，對壓電陶瓷施加強電場，使極性軸轉動到接近電場的方向，規(guī)則排列。這個方向就是壓電陶瓷的極化方向，這時壓電陶瓷就具有了壓電壓電性，在極化電場去除后，留下很強的剩余極化強度。當壓電陶瓷受到力的作用時，極化強度就發(fā)生變化，在垂直于極化方向上就會出現(xiàn)電荷，所以采用壓電陶瓷的壓電式傳感器靈敏度較高。
電容式傳感器的測量轉換電路主要有哪些？
答: 常見的電容式傳感器測量轉換電路有橋式電路、調(diào)頻電路、充放電脈沖電路、運算放大器電路等。

電感傳感器的基本原理是什么？可分成幾種類型？
答：電感傳感器的基本原理是電磁感應原理。利用電磁感應將被測非電量(如壓力、位移等)轉換成電感量的變化輸出，再經(jīng)測量轉換電路，將電感量的變化轉換為電壓或電流的變化，來實現(xiàn)非電量電測的。
電感傳感器的分類：根據(jù)信號的轉換原理，電感式傳感器可以分為自感式和互感式兩大類。
電感傳感器的常用的測量電路有哪些？
答：自感式傳感器常用的測量轉換電路有橋式測量電路、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相電路，在自感式傳感器中，用得較多的是橋式測量電路和調(diào)幅電路。

差動變壓器輸出電壓可直接用交流電壓表接在反相串聯(lián)的兩個二次繞組上測量，此時空載輸出電壓為，也可采用電橋電路來測量。

電渦流傳感器的工作原理是什么？形成電渦流的兩個必備條件是什么？
答：電渦流傳感器的工作原理是電渦流效應。即塊狀金屬導體置于變化的磁場中或在磁場中做切割磁力線運動時，導體內(nèi)將產(chǎn)生感應電流，這種電流的流線在金屬體內(nèi)自行閉合，類似于水中的漩渦，所以稱為電渦流。電渦流的存在必然要消耗一部分磁場的能量，從而使激勵線圈的阻抗發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為電渦流效應。根據(jù)電渦流效應制成的傳感器稱為電渦流傳感器。
要形成電渦流必須具備兩個條件：（1）存在交變磁場；（2）導體處于交變磁場中。

壓阻式壓力傳感器的工作原理是什么？主要應用是什么？
答：壓阻式壓力傳感器的工作原理是基于壓阻效應工作的。所謂壓阻效應就是指半導體材料的受外力或應力作用時，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。
主要應用是：用于壓力、加速度、重量、應變、拉力、流量等參數(shù)的測量

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