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传感器与检测技术

电阻应变式压力传感器设计

学院：信息技术学院

指引教师：蔡杰

班级：B1106

姓名：张佳林

学号：

目录

一、设计任务分析错误!未定义书签。

二、方案设计错误!未定义书签。

2.1原理简述错误!未定义书签。

2.2应变片检测原理错误!未定义书签。

2.3弹性元件选取及设计错误!未定义书签。

2.4应变片选取及设计错误!未定义书签。

三、单元电路设计错误!未定义书签。

3.1电桥电路设计错误!未定义书签。

3.2放大电路设计错误!未定义书签。

3.3移相器设计错误!未定义书签。

3.4过零比较器设计错误!未定义书签。

3.5相敏检波电路设计错误!未定义书签。

3.6低通滤波器设计错误!未定义书签。

四、误差分析错误!未定义书签。

五、心得体会错误!未定义书签。

六、道谢错误!未定义书签。

电阻应变式压力传感器设计

一、设计任务分析

采用电阻应变片设计一种电阻应变式质量（压力）传感器，详细规定如下：

1.对的选用电阻应变片型号、数量、粘贴方式并连接成交流电桥；

2.选用恰当形式弹性元件，完毕其机械构造设计、材料选取和受力分析，

3.并依照测试极限范畴进行校核；

4.完毕传感器外观与装配设计；

5.完毕应变电桥输出信号后续电路（涉及放大电路、相敏检波电路、低通滤

波电路）设计和有关电路参数计算，并绘制传感器电路原理图；

二、方案设计

2.1原理简述

电阻应变式传感器为本设计重要部件，传感器中弹性元件感受物体重力并将

其转化为应变片电阻变化，再运用交流全桥测量原理得到一定大小输出电压，通

过电路输出电压和原则重量线性关系，建立详细数学模型，在显示表头中将电压

（V）改为质量（kg）即可实现对物品质量称重。

本设计所测质量范畴是0-10kg，同步也将后续解决电路电压解决为与之相

应0-10V。由于采用了交流电桥，所后来续电路涉及放大电路，相敏检波电路，

移相电路，波形变换电路，低通滤波电路（显示电路本次未设计）。

原理框图如图一所示。

（质量）压力电阻应变片交流电桥5KHZ交流

放大器移相器

数显表头相敏检波过零比较器

低通滤波

2.2应变片检测原理

电阻应变片（金属丝、箔式或半导体应变片）粘贴在测量压力弹性元件表面

上，当被测压力变化时，弹性元件内部应力变形，这个变形应力使应变片电阻产

生变形，依照所测电阻变化大小来测量未知压力，也实现本次设计未知质量检测。

设一根电阻丝，电阻率为，长度为,截面积为S，在未受力时电阻值为

l

l

R=①

S

图一金属丝伸长后几何尺寸变化

如图一所示，电阻丝在拉力F作用下，长度增长，截面S减少，电阻率也相

l

应变化，将引起电阻变化△R，其值为

RlS

=—＋②

RlS

2

对于半径r为电阻丝，截面面积S=，则有