電子拉力試驗機（jī）傳感（gǎn）器對力值測量的作用

更新時間：2010-08-17

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電子拉力試驗機（jī）傳感器對力值測量的作（zuò）用

電子拉力試（shì）驗機力值的測量是通過測力傳感器、放大器和數（shù）據處理係統來實（shí）現測量，zui常用的測力傳感器是應（yīng）變片（piàn）式傳感器。
所謂應變片式傳感器，就是由應變片、彈性元件和（hé）某些附件（補償元件、防護罩、接（jiē）線插座、加載件組（zǔ）成），能將某種機械量變成電量輸出的器件。
應變片式的拉、壓（yā）力傳感器國內外（wài）種類繁多，主要有筒狀力傳感器、輪輻式力傳感器、S雙連孔型傳感器、十（shí）字梁式傳感器等類型。
從材料力學上得知，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（de）力成正比，也與彈（dàn）性的變（biàn）形成（chéng）正比。以S型傳感器為例，當傳感器受到拉力P的作用時，由於彈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的大小成正比例，故此將應變片（piàn）接入測量（liàng）電路中，即可通（tōng）過測出其輸出電壓，從而測出力的大小。
對於電（diàn）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，即R1=R2=R3=R4，當傳感器受到外力（拉力或壓力）作用時，傳感器彈性元件產生應變而使各電阻（zǔ）值發生變（biàn）化，其變化值分別為△R1△、R2、△R3、△R4，結果原來平衡的電橋，現在不平衡了，橋路就有電壓輸出，設△E
則△E= [R1R2/（R1+R2）2 ]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4）U式（shì）中U為外（wài）電源（yuán）供給橋路的電壓進一步（bù）筒化有（yǒu）
△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（dān）來說，外力（lì）P引（yǐn）起傳感器內應變片（piàn）的（de）變形，導致（zhì）電橋的不平衡，從（cóng）而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就可以知（zhī）道力（lì）的大小了。
一（yī）般來說，傳感器的輸出信號（hào）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（háng）測量，是非常困難的，並（bìng）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（ruò）信號放大，放大後的信號電壓可達10V，此時的信號為模擬信號，這個模擬信號經（jīng）過多路開關和A/D轉換芯片轉變為數字信號，然後進行數據處理（lǐ），至此，電子拉力試驗機力的測量告一段落。

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