[單橋 應(yīng)變片傳感器模塊]

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一、產(chǎn)品介紹

應(yīng)變片有很多種類。一般的應(yīng)變片是在稱為基底的塑料薄膜(15~16um)上貼上由薄金屬箔材制成的敏感柵(36um)，然后再覆蓋上一層薄膜作成迭層構(gòu)造。

將應(yīng)變片貼在被測(cè)定物上，使其隨著被測(cè)定物的應(yīng)變一起伸縮，這樣里面的金屬箔材就隨著應(yīng)變伸長(zhǎng)或縮短。很多金屬在機(jī)械性地伸長(zhǎng)或縮短時(shí)其電阻會(huì)隨之變化。應(yīng)變片就是應(yīng)用這個(gè)原理，通過(guò)測(cè)量電阻的變化而對(duì)應(yīng)變進(jìn)行測(cè)定。一般應(yīng)變片的敏感柵使用的是銅鉻合金，其電阻變化率為常數(shù)與應(yīng)變成正比例關(guān)系。

將應(yīng)變片貼在被測(cè)定物上，使其隨著被測(cè)定物的應(yīng)變一起彎曲，這樣里面的金屬箔材就隨著應(yīng)變彎曲。應(yīng)變片在彎曲時(shí)其電阻會(huì)隨之變化，經(jīng)轉(zhuǎn)換模塊處理以后相應(yīng)的輸出電壓也會(huì)發(fā)生變化，從而根據(jù)電壓值測(cè)量彎曲角度值。

應(yīng)變片傳感器模塊將微小的電阻變化，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)變化，可直接被檢測(cè)裝置檢測(cè)到，以測(cè)量應(yīng)力變化。這款應(yīng)變片模塊可以測(cè)量正反兩個(gè)方向的彎曲角度變化，精度高，體積小巧，性價(jià)比高，非常適合科研、檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)等場(chǎng)合使用。

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二、模塊介紹及引腳定義

模塊輸出電壓范圍DC0V~5V，如下圖所示，模塊說(shuō)明如下：

三、應(yīng)變片技術(shù)參數(shù)

同時(shí)也支持以下規(guī)格尺寸的應(yīng)變片

四、傳感器模塊技術(shù)指標(biāo)

1、模塊技術(shù)參數(shù)

供電電壓：5V

模擬輸出電壓范圍：DC0V~5V

初始電壓調(diào)節(jié)電位器阻值：1KΩ

模塊尺寸：長(zhǎng)32mm *寬20mm*高13.5mm

孔位規(guī)格：M2

四、傳感器使用方法

隨著彎曲角度的增大，應(yīng)變片的形變量會(huì)相應(yīng)的增大，對(duì)應(yīng)的應(yīng)變片阻值也會(huì)發(fā)生變化，然后經(jīng)過(guò)應(yīng)變片模塊將微小的電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，從而進(jìn)行彎曲角度的測(cè)量。應(yīng)變片和模塊使用方法建議按照以下步驟。

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（1） 將應(yīng)變片與應(yīng)變片模塊連接好，供電5V電壓。

（2） 在應(yīng)變片水平靜置狀態(tài)下調(diào)節(jié)零點(diǎn)校準(zhǔn)電位器，使AO的輸出電壓為0V左右。

（3） 粘貼好應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量。（電壓值可通過(guò)直流電壓表測(cè)量，也可通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行采集；正向彎曲數(shù)值增大，反向彎曲數(shù)值減?。?/p>

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3、模塊標(biāo)定示例

（1） 在應(yīng)變片水平靜置狀態(tài)下調(diào)節(jié)零點(diǎn)校準(zhǔn)電位器，使AO的輸出電壓為2V；

（2） 彎曲應(yīng)變片至90°，記錄AO的輸出電壓值為3V；彎曲應(yīng)變片至-90°記錄AO的輸出電壓值為1V。（單片機(jī)采集負(fù)電壓可使用24位差分ADC轉(zhuǎn)換芯片CS1237，參見(jiàn)示例代碼）

（3） 兩點(diǎn)確定一條直線確定線性關(guān)系式為y=90x-180；AO輸出電壓值為2.5V時(shí)，計(jì)算當(dāng)前的彎曲角度為45°；AO輸出電壓為1.3V時(shí)彎曲角度為-63°。

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注意事項(xiàng)

（1） 由于傳感器直接存在個(gè)體差異，首次使用時(shí)需進(jìn)行零點(diǎn)和最大值校準(zhǔn)。

（2） 避免過(guò)度外力操作，損壞應(yīng)變片。

（3） 應(yīng)變片帶夾片使用或者用膠水水平粘貼在物體表面使用（粘貼方法參見(jiàn)粘貼使用手冊(cè)）

*應(yīng)變片模塊輸出的模擬量如何換算為應(yīng)變值?

應(yīng)變片模塊的輸出模擬量可以通過(guò)使用應(yīng)變靈敏度系數(shù)來(lái)?yè)Q算為應(yīng)變值。應(yīng)變靈敏度系數(shù)是應(yīng)變片模塊的一個(gè)特性參數(shù)表示單位應(yīng)變值對(duì)應(yīng)的輸出電壓變化量。應(yīng)變靈敏度系數(shù)通常以每V/應(yīng)變?yōu)閱挝?。因此將?yīng)變片模塊的輸出電壓值除以應(yīng)變靈敏度系數(shù)，即可得到應(yīng)變值。

例如，

如果應(yīng)變片模塊的輸出電壓值為2.5V,

應(yīng)變靈敏度系數(shù)為2.0mV/με，

則應(yīng)變值為2.5V/(2.0 mV/με)=1250με

因此，應(yīng)變片模塊的輸出模擬量可以通過(guò)應(yīng)變靈敏度系數(shù)換算為應(yīng)變值。

需要注意的是，應(yīng)變片模塊的輸出電壓可能會(huì)受到溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，因此在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)需要進(jìn)行校準(zhǔn)和修正此外，物體的幾何形狀和材料的彈性模量等參數(shù)也會(huì)影響到轉(zhuǎn)換結(jié)果，需要進(jìn)行合理的選擇和計(jì)算。