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BALLUFF传感器的主要组成部分有哪些

  • 更新日期:2024-06-07      浏览次数:77
    • BALLUFF传感器的主要组成部分有哪些

      BALLUFF传感器是一种能够感知、检测和转换各种物理量、化学量或生物量的装置。它们在现代科技、工业、医疗、环保等领域发挥着重要作用。传感器的主要构成部分包括以下几个部分:

      BALLUFF传感器的核心部分,它直接与被测物体接触,将物理量、化学量或生物量转换为电信号。敏感元件的种类繁多,包括电阻式、电容式、电感式、磁敏式、热敏式、光敏式等。例如,温度传感器中的热敏电阻就是敏感元件,它将温度变化转换为电阻的变化;光电传感器中的光敏二极管则是将光强变化转换为电流的变化。

      BALLUFF传感器转换元件是将上述非电量转换成电参量,如电阻、电压、电流等。

      BALLUFF传感器是将敏感元件产生的电信号进行放大、滤波、线性化等处理,使其成为便于测量和处理的信号。转换电路通常包括放大器、滤波器、线性化器等部件。例如,压力传感器中的转换电路可以将压力作用下敏感元件产生的电阻变化转换为电压信号,并通过放大器进行放大,以便后续处理。

      总之,BALLUFF传感器这些部分共同构成了一个完整的传感器系统,使其能够有效地感知、检测和转换各种物理量、化学量或生物量。

      一、应变式传感器简介

      应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。电阻应变片则是其最常采用的传感元件。它是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。

      二、应变传感器工作原理

      应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件(感知应变)上粘贴电阻应变敏感元件(将应变转换为电阻变化)构成。当被测物理量作用在弹性元件上时,弹性元件的变形引起敏感元件的阻值变化,通过转换电路将其转变成电量输出,电量变化的大小反映了被测物理量的大小。应变式传感器可以测量应变应力、弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量。

      应变是物体在外部压力或拉力作用下发生变形的现象,当外力去除后物体又能恢复其原来的尺寸和形状的应变称为弹性应变,具有弹性应变特性的物体称为弹性元件。电阻应变片的工作原理是基于应变效应,即在导体产生机械变形时,它的电阻值相应发生变化。

      三、BALLUFF传感器组成

      (1)敏感栅敏感栅是应变片的核心部分,感受应变,并将应变转变为电阻的变化。敏感栅有丝式、箔式和薄膜式3种。

      (2)基底基底是将传感器弹性体表面的应变传递到电阻丝栅上的中间介质,并起到电阻丝与弹性体之间绝缘和保护的作用。基片的绝缘性要好,否则,应变片的微小变化就要漏掉。基底一般由薄纸、胶质膜等组成。

      (3)粘结剂粘结剂用于敏感栅与基底、基底与试件、基底与覆盖层之间的粘结。

      (4)覆盖层覆盖层具有保护应变片的作用,同时防湿、防腐蚀和除尘。

      (5)引线引线用于连接电阻丝与测量电路,输出电参量。

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      四、常见的金属应变片

      常见的金属应变片有金属丝式应变片、金属箔式应变片以及金属薄膜应变片等。

      (1)丝式应变片是一根金属丝按图示形状弯曲后用胶黏剂贴于衬底,衬底用纸或有机聚合物等材料制成,电阻丝的两端焊有引线,电阻丝的直径为0.012~0.050mm。丝栅状的电阻丝可以作成V、U、H形状。U型——弯头呈半圆型,制造简单,但易产生“横向效应"误差。V、H型——可以减小“横向效应"误差。

      (2)金属箔式应变片是在绝缘基底上,利用光刻、腐蚀等工艺制成的一种很薄的金属箔栅,其厚度一般为0.003~0.01mm。其优点是线栅尺寸准确、均匀,电阻值离散程度小,可以制成任意形状;尺寸小(0.2mm),厚度薄(0.003~0.01mm),可挠性好;蠕变小,疲劳寿命高;散热条件好,允许通过的电流较大,可制成各种所需的形状,便于批量生产。缺点是电阻值的分散性大。

      (3)金属薄膜应变片是采用真空蒸发或真空沉淀等方法在薄的绝缘基片上形成0.1μm以下的金属电阻薄膜的敏感栅,最后再加上保护层。它的优点是应变灵敏度系数大,允许电流密度大,工作范围广。缺点是具有负电阻温度系数,温度稳定性差。


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