電阻應(yīng)變傳感器的組成是將測(cè)量的非電量轉(zhuǎn)化為電量輸出,主要由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、測(cè)量電路和輔助電源四部分組成。
①敏感元件:在傳感器中,主要作用是感受測(cè)量的變化,并將測(cè)量轉(zhuǎn)換為一個(gè)容易轉(zhuǎn)換為電的中間變量。例如,薄膜壓力傳感器是一種彈性薄膜,其作用是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為薄膜的變形,為一步電信號(hào)的輸出做準(zhǔn)備。
②轉(zhuǎn)換元件:傳感器通過(guò)轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的中間非電量轉(zhuǎn)換為傳感器可以使用的電量。它主要利用一些物理、化學(xué)或生物效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
例如,壓力傳感器的轉(zhuǎn)換元件利用電阻應(yīng)變效應(yīng),即金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨機(jī)械變形的大小而變化,將彈性膜的變形轉(zhuǎn)化為電阻值的變化。
③測(cè)量電路:轉(zhuǎn)換元件輸出的功率往往難以直接顯示、記錄和處理,需要進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為可直接使用的電信號(hào)。完成此功能的是測(cè)量電路。
如果應(yīng)變壓力傳感器中的測(cè)量電路為橋式電路,則可將應(yīng)變片輸出的電阻值轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),放大后可促進(jìn)記錄裝置和顯示儀器的工作。
④輔助電源:除電路電源外,一些傳感器還需要輔助電源來(lái)提供信號(hào)。
電阻應(yīng)變片測(cè)力傳感器內(nèi)部電路一般為橋式電路。作為一種轉(zhuǎn)換元件,電阻值的變化最終以信號(hào)的形式輸出。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、線(xiàn)性和穩(wěn)定性好、輸出精度高,在實(shí)踐中越來(lái)越受到重視。敏感元件為彈性測(cè)試元件,主體為彈性體。其中,彈性體的結(jié)構(gòu)形狀和相關(guān)尺寸對(duì)測(cè)力傳感器的性能有很大的影響。
如果測(cè)力傳感器的彈性體設(shè)計(jì)不合理,無(wú)論彈性體的加工精度有多高,粘貼的電阻應(yīng)變片的質(zhì)量有多好,測(cè)力傳感器都很難達(dá)到更高的測(cè)力性能。因此,彈性體的結(jié)構(gòu)型式在測(cè)力傳感器的選擇過(guò)程中非常重要。