国产99在线观看猛男_日韩成人在线卡通网站_99视频在线观看免费专区观看_亚洲另类制服丝袜第1页_亚洲精品AⅤ无码精品丝袜足百度_视频一区精品综合国产_成年无码AV片在线蜜芽_中文天堂资源在线_亚洲美女网站毛片_日本做a爱片在线观看

機(jī)械上使用的傳感器型式多種多樣, 但應(yīng)用較多的還是電阻式傳感器。電阻應(yīng)變片式測力傳感器內(nèi)部電路一般是橋式電路。電阻作為轉(zhuǎn)換元件，電阻阻值的變化最終以信號的形式輸出。因具有結(jié)構(gòu)簡單、線性和穩(wěn)定性好 、輸出精度高等特點(diǎn) , 在實(shí)際中越來越受到重視。其采用的敏感元件是彈性測試元件,主體就是一個(gè)彈性體 。其中彈性體的結(jié)構(gòu)形狀與相關(guān)尺寸對測力傳感器性能的影響極大。

如果測力傳感器的彈性體設(shè)計(jì)不合理, 無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應(yīng)變片的品質(zhì)多好,測力傳感器都難以達(dá)到較高的測力性能 。因此, 在測力傳感器的選擇過程中, 彈性體的結(jié)構(gòu)型式至關(guān)重要 。

傳感器的電路工作原理如圖所示：

彈性體的設(shè)計(jì)基本屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的范圍 ,但因測力性能的需要, 其結(jié)構(gòu)上與普通的機(jī)械零件和構(gòu)件有所不同 。一般說來 ,普通的機(jī)械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強(qiáng)度和剛度即可 ,對在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴(yán)格要求。然而 ,對于彈性體來說,除了需要滿足機(jī)械強(qiáng)度和剛度要求以外 ,必須保證彈性體上粘貼電阻應(yīng)變片部位 ( 以下簡稱 “貼片部位”) 的應(yīng)力( 應(yīng)變) 與彈性體承受的載荷 ( 被測力 ) 保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系; 同時(shí), 為了提高測力傳感器測力的靈敏度 ,還應(yīng)使貼片部位達(dá)到較高的應(yīng)力( 應(yīng)變 ) 水平 。

綜上所述,測力傳感器的彈性體在選擇過程中必須滿足以下兩項(xiàng)要求:

(1) 貼片部位的應(yīng)力( 應(yīng)變) 應(yīng)與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系; 能夠真實(shí)反映被測構(gòu)件的變形情況 。

(2) 貼片部位應(yīng)具有較高的應(yīng)力 ( 應(yīng)變) 水平。及時(shí)反映出構(gòu)件的受力情況。

為了滿足上述兩項(xiàng)要求 ,在測力傳感器的彈性體元件選擇方面 ,經(jīng)常應(yīng)用 “應(yīng)力集中”的原則, 確保貼片部位的應(yīng)力( 應(yīng)變 ) 水平較高 , 并與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系, 以提高所設(shè)計(jì)測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。

> 改善應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 不規(guī)則分布的“應(yīng)力集中”原則：

在機(jī)械零件或構(gòu)件的測試過程中, 通常認(rèn)為應(yīng)力( 應(yīng)變) 在零件或構(gòu)件上是規(guī)則分布的 , 如果零件或構(gòu)件的截面形狀不發(fā)生變化 , 不必考慮應(yīng)力 ( 應(yīng)變) 分布不規(guī)則的問題。其實(shí), 在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計(jì)中 ,對于應(yīng)力 ( 應(yīng)變) 不規(guī)則分布的問題并非不予考慮 ,而是通過強(qiáng)度計(jì)算中的安全系數(shù)將其包容在內(nèi)了 。而對于測力傳感器來說, 它是通過電阻應(yīng)變片測量彈性體上貼片部位的應(yīng)變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 與被測力保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系 ,實(shí)際上就是保證在測力傳感器受力時(shí),彈性體上貼片部位的應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 要按照某一規(guī)律分布,即按照被測構(gòu)件的變化規(guī)律分布。

在實(shí)際應(yīng)用中,對于彈性體貼片部位應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的變化。彈性體受力條件的變化是指當(dāng)彈性體受力的大小不變時(shí), 力的作用點(diǎn)發(fā)生變化或彈性體與其相鄰的加載構(gòu)件和承載構(gòu)件的接觸條件發(fā)生變化。如果在彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí) ,未能考慮這一情況 ,就可能造成彈性體上應(yīng)力 ( 應(yīng)變) 分布的不規(guī)則變化。

> 下面以筒式測力傳感器為例加以說明：

當(dāng)筒式測力傳感器上、下端面均勻受力時(shí),在彈性體貼片部位的整個(gè)圓周上應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 的分布是均勻的。當(dāng)上、 下兩個(gè)端面上受力情況發(fā)生變化后,力在兩個(gè)端面的作用情況不再是均勻分布的, 這時(shí)彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力( 應(yīng)變 ) 的分布情況就難以預(yù)料了。

如果筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比在一定范圍之內(nèi) ( 如小于或等于 2 . 5),彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力(應(yīng)變 ) 基本上還是均勻分布。但是 ,在實(shí)際應(yīng)用中 ,受傳感器外形尺寸的影響 ,筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比有時(shí)大于 2.5, 彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力( 應(yīng)變) 就會發(fā)生不均勻分布 ,而且不均勻分布的情況隨彈性體受力情況的變化而改變 。在這樣的條件下, 彈性體貼片部位的應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 與被測力往往不能保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系,將造成明顯的測力誤差。

為了減小由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差,有些傳感器在設(shè)計(jì)上采取在筒式測力傳感器彈性體上增加貼片數(shù)量的方法 , 盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 分布不均勻的情況測量出來 。這樣的處理方法有一定的效果, 可以減小彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。但這種方法畢竟是一種被動的方法 ,因?yàn)樵黾拥馁N片數(shù)量總是有限的,還是很難把彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力( 應(yīng)變) 分布不均勻的情況全部測量出來 , 測力誤差雖能夠減小 ,但其程度也不夠顯著。

彈性體受力條件的變化引起的測力誤差的實(shí)質(zhì)是彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力 ( 應(yīng)變) 的不規(guī)則分布, 如果能使彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 分布受到一定條件的約束 , 迫使貼片部位的應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 按照某一規(guī)律分布 ,因而使得彈性體貼片部位的應(yīng)力( 應(yīng)變 ) 與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系, 由此來減小因彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。

對于筒式測力傳感器來說, 在承載強(qiáng)度足夠的條件下 ,如果將彈性體貼片部位圓周上不貼片的部位挖空 ,使得應(yīng)力只能在未挖空的部位分布 ,大大改善了應(yīng)力 ( 應(yīng)變) 不規(guī)則分布的情況?；蛘哒f,應(yīng)力( 應(yīng)變) 的不規(guī)則分布僅于未挖空的部位, 并且其不規(guī)則分布的程度不會很大。因此 ,在未挖空的部位粘貼電阻應(yīng)變片,就能使測得的應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。

上述處理方法實(shí)際上出于這樣一個(gè)原理 : 通過某種措施,使彈性體上的應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 集中分布在便于貼片檢測的部位,實(shí)現(xiàn)測得的應(yīng)力( 應(yīng)變) 與被測力基本保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系 ,以保證傳感器的測力精度。

宇航曾用上述方法對筒式測力傳感器進(jìn)行改進(jìn)。測力精度明顯提高。

> 提高應(yīng)力( 應(yīng)變) 水平的應(yīng)力集中原則

若要測力傳感器達(dá)到較高的靈敏度, 通常應(yīng)該使電阻應(yīng)變片有較高的應(yīng)變水平, 即在彈性體上貼片部位應(yīng)該有較高的應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 水平 。實(shí)現(xiàn)彈性體上貼片部位達(dá)到較高應(yīng)力 ( 應(yīng)變 )水平有兩種常用的方法:

(1) 整體減小彈性體的尺寸, 全面提高彈性體上的應(yīng)力( 應(yīng)變) 水平 ;

(2) 在貼片部位附近對彈性體進(jìn)行局部削弱 ,使貼片部位局部應(yīng)力 ( 應(yīng)變) 水平提高 ,而彈性體其他部位的應(yīng)力( 應(yīng)變) 水平基本不變。

以上兩種方法都可以提高貼片部位的應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 水平 ,但對彈性體整體性能而言 ,局部削弱彈性體的效果并不影響測試結(jié)果。

因?yàn)榫植肯魅鯊椥泽w既能提高貼片部位的應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 水平 ,又使得彈性體整體保持較高的強(qiáng)度和剛度 ,有利于提高傳感器的性能和使用效果。

局部削弱彈性體提高貼片部位應(yīng)力 ( 應(yīng)變) 水平的原理是: 通過局部削弱彈性體 ,造成局部的應(yīng)力集中 ,使得應(yīng)力集中部位的應(yīng)力 ( 應(yīng)變) 水平明顯高于彈性體其他部位的應(yīng)力水平, 將電阻應(yīng)變片粘貼于應(yīng)力集中部位,就可以測得較高的應(yīng)變水平。

局部應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 集中的方法在測力傳感器的設(shè)計(jì)中經(jīng)常被采用, 尤其在梁式測力傳感器 (如彎曲梁式和剪切梁式測力傳感器 ) 的彈性體設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用 。

局部應(yīng)力 ( 應(yīng)變 ) 集中方法應(yīng)用較為成功的當(dāng)數(shù)剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器是通過檢測梁式彈性體上的剪應(yīng)力 ( 剪應(yīng)變 ) 實(shí)現(xiàn)測力的 。