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阻应变片压力传感器齿轮泵的工作原理是怎样的?
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由电阻应变片和压力敏感元件所组成。压力敏感元件有膜片式、溅射薄膜式、应变筒式、变简支芝梁式和组合式笔等。
电阻孟≥甘常用的有:电阻丝应变片[图5-63 (a)],它由一根直径为O.。12~0. 05mm的齿轮泵高电阻系数的金属丝1(如康铜丝、镍铬合金丝等)绕成栅状,用胶水牢固地粘贴在绝缘片2.上,电阻丝两端各焊接一根较粗的紫铜丝3作为引出线,上面再贴一层覆盖物。箔式应变片[图5-63 (b)],它是由厚度为O.005~0.Olmm的高弹性合金(如铜基、铁基、镍基)材料制成的合金箔加热附着在厚度为0.05mm的塑料片基上,用腐蚀加工的方法制成栅形而成。最为理想的材料为铌基合金,这种高温恒弹性材料无磁,耐蚀,弹性模量值低(弹性很高),滞后小,灵敏度高,使用温度达到一55~150℃,这些特性将大大提高传感器的性能和精度。半嗡变片[图5-63 (c)],它是将P型或N型半导体晶体沿一定晶向切取细薄片代替金裤步w。箔制成的应变片,它的体积小、灵敏度高,但受温度影响句大。
应变片式压力传感器的工作原理如图5-64所示。压力敏感元件承受压力后产生应箩笺’阻应变片则将应变量变换为电阻的变化量AR, AR再通过惠斯通电桥将其变成电量(电压)而输出。
电阻应变片的电阻变化量△R一般是很小的,需要用电桥来测量,齿轮泵即要采用测量电始电桥、交流电桥或专门的电阻应变仪)来测量,目前应变片电桥大多采用交流电櫺。弹性陛敏感元件的受力筒采用圆筒、椭圆筒和扁平腰形筒的结构,应变片黏附在筒的外围上—65为BYY型压力传感器的工作原理,被测压力戶通入椭圆形筒内,使之力图变在眨譬1-d,面,这样在圓周方向上产生的应变量c如图5-65 (b)所示,在每一个应变区的正中央够四个应变片Ri、R2、R3、R:,正应变(+e)区的两片Ri与R4接在电桥两个相对的臂上,负应变(-e)的两片R2与R:接在电桥另两个相对的臂上。四个桥臂都是测量应变片电阻,因而称为全桥连接的桥路。这种桥路中一个应变片电阻受温度影响所产生的误差为另一个相邻应变片所抵消,例如R:与R:抵消,R:与R:互相抵消,所以这也是一种补偿电路。
图5-66为BIBPR型压力传感器的工作原理。从图中可知,它是先将液体的分布压力代翠。而柔苌软的悬链金属膜片上变成集中力,再作用在应蓬筒上,这样液体可不充满筒内,减:萝’分液体体积,可提高传感器的自振频率,从而改善传感器的动态响应性能。悬链膜片较之,件w,会出现平膜受压变形而因自身弹性产生弹性力,悬链膜{片在受压变形时几乎不产生弹性力,能真实地受到的分布压力变为集中力传到筒上。这种圆形客截面筒,在轴向集中力作用下,将产岁58L、fr1全部受到的分布)父)毋向粘贴两个应变片凡和R》,以感受压缩应变贴两个应变片Ri与足,以感受拉伸应变(+e),并使它们成为全桥连接的形式。
图5-67 '为广州机床研究所产的采用扁平腰形铜筒做成的传感器。府蛮片R,、与R。、R:与R:在同一环向对称粘贴,且阻值相同,两两符号相反,按相邻臂异号、相对臂同号。四个应变片也组成一桥殃’,在传感器不受外力(液体压力)作用时,电桥无输出。由于应变片阻值的离散性很片粘贴质量不一,另外测量温度也有变化。所以为了提高传感器的精度,实际电桥中有零点补偿RD、零点温漂补偿RT灵敏度补偿RM、非线性补偿风、输出阻抗标准化补偿RP以及灵敏度标准化补偿Rs等。舍而,由图5-67 ca,所示基本测量电桥电路变成了图5-6姦气”中,AU为传感器的输出电压,Uo为传感器的供桥电压,图5-67 (c)为这种传感器的实际结构。

 

 

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