基于 PCB 的应变片(Strain Gauge)
该项目介绍了一种基于电路板的应变片,其传感元件为电路板本身,能够测量微米级挠度,满量程挠度范围为 +/- 3cm。文章提供了设计文件,建议使用0.6mm板厚,并提供了不同设计的应变片文件,包括2层、4单元和2单元传感桥。组装方便,支持手工组装,可独立使用或连接外部微控制器。文章还介绍了编程示例,包括偏移校准和数据可视化,并提供了定制传感元件形状的方法。
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这是一个应变片,带放大器,其传感元件是电路板本身。灵敏度足以测量微米级的挠度,同时具有 +/- 3cm 的满量程挠度范围。
strain_demo.mp4
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制造
建议的板厚为 0.6mm,但可以根据不同的应用选择更厚或更薄的板材。较薄的板材将导致较小的输出电压摆幅。
- strain_gauge_3.zip
- 20 mm x 118 mm, 2 层
- 0.15mm (~6mil) 最小走线宽度
- 4 单元传感桥
- strain_gauge_3_rotated.zip
- 与前一个相同,只是它使用 2 单元传感。
- (理论上)更低的温漂和制造偏差
- stran_gauge_stiffener.zip
- 20 mm x 42 mm 的矩形,用于防止元件侧弯曲
- 可以用 3M VHB 5906 固定在板上
组装
该项目在设计时考虑了手工组装,不需要热风或回流焊炉。
该板可以独立使用,带有集成的微控制器 (Seeed Studio XIAO RP2040),也可以通过排针连接外部微控制器。可以省略外部 ADC (U5),模拟电压可以直接在 "OUT" 引脚上采样。也可以省略偏置电压发生器 (U8, U4),方法是在 U8 的 2&3 引脚之间放置跳线。这样做会导致在没有施加力时输出端出现可测量的电压。
编程
包含的示例固件将等待直到打开串口控制台,执行 5 秒的偏移校准,然后在最低增益设置下连续采样。graph.py
脚本可用于显示输出。对于高灵敏度测量,重要的是让电路板达到稳定的工作温度至少 5 分钟后再进行校准。
定制
要定制传感元件的形状,可以使用 draw_footprint.ipynb
生成给定宽度、高度和曲率的轮廓。生成的 .svg
可以导入到 Inkscape 中,并使用 svg2shenzen 工具将其转换为 KiCad 封装。
关于
没有提供描述、网站或主题。