拉力机试验机力值的测量

通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量，zui常用的测力传感器是应变片式传感器。所谓应变片式传感器，就是由应变片、弹性元件和某些附件（补偿元件、防护罩、接线插座、加载件组成），能将某种机械量变成电量输出的器件。应变片式的拉、压力传感器国内外种类繁多，主要有筒状力传感器、轮辐式力传感器、s双连孔型传感器、十字梁式传感器等类型。从材料力学上得知，在小变形条件下，一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比，也与弹性的变形成正比。以s型传感器为例，当传感器受到拉力p的作用时，由于弹性元件表面粘贴有应变片，因为弹性元件的应变与外力p的大小成正比例，故此将应变片接入测量电路中，即可通过测出其输出电压，从而测出力的大小。对于传感器，一般采用差动全桥测量，即将所粘贴的应变片组成桥路，r1、r2、r3、r4，实际为阻值相等的4片（或8片）应变片，即r1=r2=r3=r4，当传感器受到外力（拉力或压力）作用时，传感器弹性元件产生应变而使各电阻值发生变化，其变化值分别为△r1△、r2、△r3、△r4，结果原来平衡的电桥，现在不平衡了，桥路就有电压输出，设△e则△e=[r1r2/（r1+r2）2]△r1/r1-△r2/r2+△r3/r3-△r4/r4）u式中u为外电源供给桥路的电压进一步简化有△e=[r2/4r2]（△r1/r-△r2/r+△r3/r-△r4/r）u将△ri/ri=kεi代上上式则有△e=[uk/4]（ε1-ε2+ε3-ε4）简单来说，外力p引起传感器内应变片的变形，导致电桥的不平衡，从而引起传感器输出电压的变化，我们通过测量输出电压的变化就可以知道力的大小了。一般来说，传感器的输出信号都是非常微弱的，通常只有几个mv，如果我们直接对此信号进行测量，是非常困难的，并且不能满足高精度测量要求。因此必须通过放大器将此微弱信号放大，放大后的信号电压可达10v，此时的信号为模拟信号，这个模拟信号经过多路开关和a/d转换芯片转变为数字信号，然后进行数据处理，至此，力的测量告一段落。
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