上海維立勝衡傳感器有限公司
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閱讀：70發(fā)布時(shí)間：2025-3-10
應(yīng)變式測力傳感器常使用全橋電路進(jìn)行電信號(hào)輸出的處理，通過應(yīng)變片受力后電阻值的微小變化，導(dǎo)致橋式電路電壓輸出值的變化，從而實(shí)現(xiàn)對受力物體的測量。全橋電路具有高靈敏度、高穩(wěn)定性、高精度、高可靠性和強(qiáng)適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)變式測力傳感器的全橋電路通常由四個(gè)應(yīng)變片組成，連接成為一個(gè)橋式電路。其中兩個(gè)應(yīng)變片安裝在受力物體的正面，另外兩個(gè)應(yīng)變片并聯(lián)安裝在受力物體的背面，這樣可以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在該電路中，四個(gè)應(yīng)變片分別被連接在橋式電路的四個(gè)支路上，其中兩個(gè)應(yīng)變片的電阻值隨受力變化而改變，而另外兩個(gè)應(yīng)變片的電阻值則保持不變。當(dāng)橋式電路中有任意一個(gè)支路的電阻值發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致橋式電路的電壓輸出值發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)對受力物體的測量。
而應(yīng)變片的電阻值隨受力變化而發(fā)生微小的變化。當(dāng)應(yīng)變片受到外力作用時(shí)，其長度、寬度或厚度會(huì)發(fā)生微小的變化，從而導(dǎo)致應(yīng)變片內(nèi)的電阻值發(fā)生變化。這個(gè)電阻值的變化量與應(yīng)變片所受的應(yīng)變量成正比。
在橋式電路中，四個(gè)應(yīng)變片分別被連接在橋式電路的四個(gè)支路上。當(dāng)橋式電路四個(gè)支路的電阻值相等時(shí)，電橋平衡，電壓輸出為零。當(dāng)受力物體受到外力作用，導(dǎo)致其中兩個(gè)應(yīng)變片的電阻值發(fā)生微小變化，從而導(dǎo)致橋式電路的平衡被破壞，電橋輸出電壓產(chǎn)生變化。根據(jù)基爾霍夫定律，電橋的輸出電壓V，可以由以下公式計(jì)算得出：
V=E*(R2/R1+ΔR/Rg-R4/R3)
其中，E為電源電壓，R1~R4分別為橋式電路四個(gè)支路的電阻值，ΔR為兩個(gè)應(yīng)變片的電阻值差，Rg為應(yīng)變片電阻值變化前的基準(zhǔn)電阻值。從公式中可以看出，電橋輸出電壓與應(yīng)變片電阻值變化量成正比，因此可以通過電壓變化來測量受力物體所受的力的大小。
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