电位器式传感器

电位器式传感器

成长日记-遂昌湖山

2023年2月19日发(作者：经销商合作协议)

授课题目名称：1.3传感器测量系统第二章电阻式传感器2.1电位器式电阻传感器

授课方式

（请打√）

理论课讨论课□实验课□习题课□其他

周次第2周

课时安排2学时

教学目的及要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

掌握传感器测量系统的组成及各部分的功能；了解电位器式传感器的类型。

教学重点、难点、关键知识点及采用的措施：

重点：传感器测量系统的组成及各部分的功能

难点：传感器测量系统各部分的功能

教学方法及手段设计：板书多媒体辅助教学教具□其它□（请打√）

教学基本内容（提纲）改进设想

1.3传感器测量系统

测量系统组成

一、敏感元件：是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的

元件。

转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。

二、信号调理：将传感器的输出电信号转换为适合于传输、显示、记录的信号，

能更好的满足后虚电路对输入信号的要求。

基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成

电量输出。

第2章电阻式传感器

2.1电位器式电阻传感器

一、滑线位移式

二、角位移式

三、分段式

四、电位器式磁带张力传感器

讨论、作业和思考：

作业：

其他：

敏感元件转换元件信号调理转换电路

辅助电源

被测量

授课题目名称：2.2应变式电阻传感器

授课方式

（请打√）

理论课讨论课□实验课□习题课□其他

周次第3周

课时安排2学时

教学目的及要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

掌握应变式传感器的组成及工作原理，了解半导体应变原理

教学重点、难点、关键知识点及采用的措施：

重点：应变效应、应变式传感器的组成及工作原理

难点：应变式传感器原理分析

教学方法及手段设计：板书多媒体辅助教学教具□其它□（请打√）

教学基本内容（提纲）改进设想

2.2应变式电阻传感器

一、应变效应

电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下

产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。

1．应变效应原理分析

金属电阻丝，在其未受力时，原始电阻值为

A

l

R



，拉力F作用电阻值相对

变化量为



d

A

dA

l

dl

R

dR

，应变

l

dl

，微分后可得

r

dr

A

dA

2

轴向应变和径向应变的关系可表示为

l

dl

r

dr

，灵敏系数（其物理

意义是单位应变所引起的电阻相对变化量）其表达式为











d

R

dR

K21

2．半导体应变片原理

讨论、作业和思考：

作业：金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何不同？试比较应变计各种灵敏系

数概念的不同物理意义。

其他：

授课题目名称：2.2应变式电阻传感器

授课方式

（请打√）

理论课讨论课□实验课□习题课□其他

周次第3周

课时安排2学时

教学目的及要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

掌握应变片的粘贴方法；掌握直流电桥测量原理；了解交流电桥原理

教学重点、难点、关键知识点及采用的措施：

重点：直流电桥测量电路分析过程

难点：非线性误差及其补偿方法

教学方法及手段设计：板书多媒体辅助教学教具□其它□（请打√）

教学基本内容（提纲）改进设想

二、金属应变片特性

1．金属电阻应变片的种类

2．金属电阻应变片的材料

3．金属电阻应变片的粘贴

三、电阻应变片的测量电路

1．直流电桥

























43

3

21

1

RR

R

RR

R

EU

o

2.电压灵敏度













































3

4

1

2

1

1

1

1

3

4

11

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

EU

o

3.非线性误差及其补偿方法

4．交流电桥

24

2

4

13

1

3CRj

R

R

CRj

R

R



讨论、作业和思考：

作业：从丝绕式应变计的横向效应考虑，应该如何正确选择和使用应变计？在测量应

力梯度较大或应力集中的静态应力和动态应力时，还需考虑什么因素？

其他：

引线覆盖层

基片

电阻丝式敏感栅

l

b

授课题目名称：2.3应变式传感器的应用第3章电容式传感器3.1电容式传感器的工作原理和结构

授课方式

（请打√）

理论课讨论课□实验课□习题课□其他

周次第4周

课时安排2学时

教学目的及要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

了解应变传感器应用；掌握变间隙式电容传感器的工作原理

教学重点、难点、关键知识点及采用的措施：

重点：变间隙式电容传感器的工作原理

难点：高介电常数的材料作介质时电容传感器特性

教学方法及手段设计：板书多媒体辅助教学教具□其它□（请打√）

教学基本内容（提纲）改进设想

2.3应变式传感器的应用

一、电位器式力学传感器

二、柱式压力传感器

三、应变式加速度传感器

第3章电容式传感器

3.1电容式传感器的工作原理和结构

一、基本工作原理：平板电容器电容量为

d

S

C





二、变极距型电容传感器

电容器极板间距离由初始值d

0

缩小了Δd，电容量增大了ΔC，则有

2

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1





















































d

d

d

d

C

d

d

C

dd

S

CCCr



极板间可采用高介电常数的材料（云母、塑料膜等）作介质

0

0

0



d

d

S

C

g

g



讨论、作业和思考：

作业：为什么常用等强度悬臂梁作为应变式传感器的力敏元件?现用一等强度梁：有效长

L=150mm，固支处宽b=18mm，厚h=5mm，弹性模量E=2×105N/mm2，贴上4片等阻值、K=2的电

阻应变计，并接入四等臂差动电桥构成称重传感器。试问（1）悬臂量上如何布片？又如何接桥？为什

么？（2）当输入电压为3V，输出电压为2mV时的称重量是多少？

其他：