应变式加速度传感器

应变式加速度传感器机械工程2014级04班2014022028杨青青1.传感器的设计原理（数学模型）（1）力与加速度的线性关系：F=ma。（2）应力与应变的线性关系：σ=Εε（3）电阻变化率与应变的线性关系：原始电阻：当电阻受拉后，引起电阻的相对变化量为：slR)21(;2;RRllrrrrssllssllRR对于金属电阻丝来说：（1+2µ）远大于电阻率的变化率。所以电阻的变化与应变成正比。结论：建立了加速度与电阻变化率的线性关系。•设计的动态模型设计的整体思路：•加速度•当作用与质量块上的力平衡时，动力学方程为：根据二阶传感器的幅频响应特性，得到加速度传感器的副频特性与相频特性：主机输出A/D转换F（加速度）加速度传感器放大与滤波主机输出A/D转换F（加速度）加速度传感器0)()(122xxkdtxxdadtdxmmmmmax2xwa222222)/(1)/(2arctan)/(4)(1)1(nnnnnmW为工作频率xmax为装置弹性元件最大位移w为振动的角频率wn为固有角频率2.传感器结构设计•应变式加速度传感器结构如图所示，在等强度梁的自由端安装质量块，梁的另一端固定在壳体上。梁的上下面各分布两个电阻应变片敏感元件。为了调节震动系统阻尼系数，在壳体内充满硅油。应变片贴法示意图3.电桥电路设计将四片应变片接入电桥四臂，应变符号相反的接入相邻桥臂，构成如图所示的全桥差动电路。使R1=R2=R3=R4,ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4,得U0=E×ΔR1/R1。2.电压灵敏度是单只应变片的4倍3.具有温度补偿。1.全桥电路没有线性误差。4.易获得高稳定的直流源，输出直流，精度高。