自制斜面压力探究仪原理及测试分析

自制斜面压力探究仪是利用电阻应变式压力传感器巧妙地将斜面受到的压力转换成定值电阻上的电 压, 运用等效代换的方法将斜面压力的变化通过电压变化直观呈现出来, 实验探究过程有利于培养学生的发散思 维能力     

电子秤的结构和工作原理

日常生活中常用电子秤来秤量物体的质量，它以较高的精确度得到大家的信赖．下面就电子秤的结构和原理作些介绍．电子秤主要是由电桥电路及电阻应变式传感器组成，在现代测量技术中常常需要将非电量利用传感器转变成电量后再进行测量．电阻应变式传感器是一种利用金属电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器．它一般分为金属丝式和箔式两类，这里分别介绍其结构和工作原理，其结构如图1、2所示．     

电阻应变式传感器原理及其应用举例

电阻式应变传感器应用广泛, 可将位移、 压力、 加速度等非电物理量转换成电阻变化, 从而进行信息采 集. 利用大学物理和物理实验课程中包含的基础知识, 分析电阻应变式传感器的原理并介绍实际使用的典型实例, 以期为大学物理教学提供一个综合的应用型案例     

基于FBG的液压系统中流量/压力/温度同时测量技术

针对传统液压系统检测中存在的传感器功能单一、体积较大、测量精度不高等问题,提出一种光纤光栅复合传感器.该传感器以一体化的靶片式流量传感结构为基础,融合光纤光栅压力和温度传感器,可以实现对液压系统流量、压力和温度的同时测量.在对各参数传感模型理论分析的基础上,对传感器的结构进行设计,并制作了传感器实物.利用液压综合试验系统等设备对传感器进行了性能测试和参数标定,得到其流量灵敏度为0.049L/s,压力灵敏度为28.4pm/Mpa,温度灵敏度为14.9pm/℃,验证了传感器设计的合理性.同时,传感器的温度测量功能可在流量和压力测量中作为参考,克服温度的交叉敏感效应,提高传感器的环境适应能力.     

基于F-P腔干涉的膜片式光纤微机电系统压力传感器

基于法布里-帕罗腔的干涉原理,采用微机电系统技术加工制作了一种光纤微机电系统压力传感器.采用浓硼扩散自停止腐蚀和磁控溅射的方法,制备厚度为6 μm、机械灵敏度为0.502 μm/MPa的传感器敏感膜.基于强度解调技术,利用干涉腔的反射功率与压力的关系对压力进行解调.分析了腔长变化对反射率的影响,确定传感器线性工作点的波长,建立稳定的压力传感测试系统.测试结果表明,该传感器压强最小分辨率为62 Pa,灵敏度达到0.51 nW/KPa,具有良好的线性度、灵敏度和重复性,适用于人体内压力测量和口腔义齿压力测量.     

基于微控单元的摩擦力测量装置

基于微控单元,利用电阻应变式传感器、超声波测速、无线传输、液晶显示、直流加减速电机等技术设计了一种新型的测量滑动摩擦力装置.与传统测量滑动摩擦力的实验相比,该装置具有操作便捷、测量精度高、现象直观、外表美观、应用前景广等优点.不仅可以作为教具用于课堂演示,而且可为企业对产品的光滑度测定、材料摩擦系数测量与鉴定等提供借鉴和思路.     

基于F-P腔干涉的膜片式光纤微机电系统压力传感器

基于法布里-帕罗腔的干涉原理,采用微机电系统技术加工制作了一种光纤微机电系统压力传感器,采用浓硼扩散自停止腐蚀和磁控溅射的方法,制备厚度为6μm、机械灵敏度为0.502μm MPa的传感器敏感膜.基于强度解调技术,利用干涉腔的反射功率与压力的关系对压力进行解调,分析了腔长变化对反射率的影响,确定传感器线性工作点的波长,建立稳定的压力传感测试系统,测试结果表明,该传感器压强最小分辨率为62 Pa,灵敏度达到0.51nW/WKPa,具有良好的线性度、灵敏度和重复性,适用于于人体内压力测量和口腔义齿压力测量.     

电阻应变效应与电阻应变式传感器

 电阻应变式传感器是直接利用电阻应变片将应变转化为电阻变化的传感器,具有灵敏度高、稳定性好等优点,因此广泛应用于力矩、压力、加速度、重量等测量领域。一、电阻应变效应外力作用于金属或半导体材料,使其发生机械变形,此时金属或半导体材料的电阻值就会随之发生变化,这种现象称为“电阻应变效应”。对于一根金属电阻丝,设其电阻率为ρ、长度为l、横截面积为S,则在未受力时,金属电阻丝的原始电阻为R=ρl/S。当金属电阻丝受到拉力作用时将伸长dl,横截面积相应减少dS,电阻率改变dρ,从而引起金属电阻的变化dR=ρdl/S+ldρ/S-ρldS/S2。     

纳米多晶硅薄膜电阻压力和加速度多功能传感器（英）

基于纳米多晶硅薄膜电阻的多功能传感器由压力传感器和加速度传感器构成。纳米多晶硅薄膜电阻构成的两个惠斯通电桥结构分别设计在方形硅膜表面和悬臂梁根部。采用MEMS技术和CMOS工艺在〈100〉晶向单晶硅片上实现压力/加速度传感器芯片制作,利用内引线技术将芯片封装在一个印刷电路板（PCB）上。在室温下,工作电压为5.0 V时,实验结果给出压力传感器灵敏度(a=0)为1.0 mV/kPa,加速度传感器灵敏度(p=0)为0.92 mV/g,可实现外加压力和加速度的测量,具有较好的灵敏度特性且交叉干扰较弱。     

拉压实验装置平台下金属材料杨氏模量的测量

本文主要介绍拉压实验装置平台的设计与构造,以及在该平台下利用拉压力传感器和电阻应变片传感器测量金属应变应力的原理和方法,从而进一步计算金属材料的杨氏模量.     

电容应变式压力传感器原理及检测电路设计

论述了电容应变式压力传感器的原理，给出了一种电容应变式压力传感器的电路，并分析了压力大小与电路输出电压之间的关系。     

基于电阻应变式传感器实验内容的设计优化

本文结合教学实践介绍电阻应变式传感器实验内容的优化设计,并谈了自己在改进时的目的和体会.     

端面薄膜法布里-珀罗腔光纤动态压力传感器仿真与实验研究

为实现冲击波动态信号的测量,研制了一种光纤端面镀金-派瑞林-金三层结构的薄膜式光纤法布里-珀罗压力传感器。对该传感器进行了理论分析与仿真,搭建了静态和动态压力测量系统,并对其进行测试与分析。结果表明：在0～60 MPa的静态压力测量范围内,传感器的波长灵敏度和腔长灵敏度分别为0.0809 nm/MPa和0.3200 nm/MPa,与仿真结果一致;在动态压力测量中,传感器成功捕捉到了压力峰值为7.41 MPa和上升时间为75 ns的冲击波信号。     

温度对应变式位移传感系统灵敏系数的影响

应变式位移传感系统的工作原理是基于电阻应变效应,该系统具有精度高﹑稳定性好等优点,但温度尤其是极端低温环境将影响该系统的灵敏系数,进而影响其测量精度.本文介绍了一种可用于低温环境的应变式位移传感系统,理论分析和实验研究了温度对该系统灵敏系数的影响,研究结果为其在低温环境中的应用提供了一定基础。     

新型应变式高膛压测试系统研制

 根据电子测压器的特点,以测压器的端盖作为弹性敏感元件,研制出了一种新型的集测压器壳体与传感器于一体的应变式高膛压测试系统。利用厚板变形理论,对电子测压器壳体的力学特性进行了理论分析,并利用ANSYS对壳体的应力、应变分布及弹性敏感元件的模态进行了仿真模拟。50～550 MPa静压标定实验结果表明,该测试系统的线性误差为0.62%,基本误差为4.6%,灵敏度为2.231 3×10^-12 Pa^-1,压力测量范围可涵盖0～600 MPa;动态实验结果表明利用该应变式测试系统测量高膛压是准确可行的。     

基于边缘解调技术的光纤光栅波登管压力传感器的研制

研制了光纤光栅弹簧管压力传感器,并与双边缘解调技术相结合搭建了基于边缘解调技术的光纤压力传感器检测系统,对传感器和解调器的性能进行了测试,给出了实验结果.压力灵敏度为0.33nm/MPa,解调系统线性拟合度为0.99977,系统压力测量分辨率可达0.01MPa.     

新型高温应变电阻合金

在拉伸时,金属材料的电阻将发生改变.在弹性极限内,电阻相对变化与应变的比值保持常数,该常数称为电阻应变系数.人们利用应变-电阻效应把金属丝材制成电阻应变片,作为传感器元件.它能将构件表面的应变转换成电阻的相对变化.电阻应变系数越大,传感器的灵敏度越高.电阻应变测量技术是实验应力分析的主要方法之一,它在航空、航天、原子能、化工、机械、冶金、交通等部门获得广泛应用. 应变电阻合金是制作电阻应变片的关键材料,它直接决定应变片的各项特性.700-1000℃使用的高温应变电阻合金是国际上近20年共同探索的课题,它要求抗氧化非常好,组…     

应变式压力传感器检测电路的讨论

本文讨论了传统的应变式压力传感器检测电路，给出了改进措施，提高了视在输出，实现了零点调整，补偿了由于温度变化引起的受力弹性体的弹性系数变化和应变片灵敏度系数变化，满足了输出线性度要求。     

光纤微机电系统法布里-珀罗压力传感器的波分复用

提出了一种用阵列波导光栅复用光纤微机电系统法布里-珀罗压力传感器的方法,实现了法布里-珀罗压力传感器的准分布式测量。传感器基于法布里-珀罗腔干涉的原理,采用微机电系统技术加工制作,用双波长方法解调干涉信号,利用传感器对两个不同波长光的反射率的比值与压力的单值关系确定所施加压力的大小,用阵列波导光栅实现传感器复用。理论分析与实验验证了传感器解调和复用的基本原理。实验结果表明:在压力的线性测量范围(0~1.5 MPa)内,系统的灵敏度(相对反射率比值/压力)可达到0.02026 MPa-1,测量结果具有较好的线形性,相对反射率比值的标准偏差小于3×10-4。该系统可以补偿传感器光网中和波长无关的变动引起的误差,具有好的线性、灵敏度和精度,复用能力强且复用传感器间无串扰。     

3D打印光纤压力传感器

根据光纤弯曲损耗效应,设计了光纤压力传感器,采用3D打印制作主体部件,与光纤、光纤法兰等整合为光纤压力传感器.该传感器具有可变受力、受力限位、可变灵敏度等功能.光时域反射方法测试结果表明:该传感器可应用于分布式光纤传感系统.