電阻應(yīng)變片的工作原理電阻應(yīng)變片的工作原理/電阻應(yīng)變片的工作原理電阻應(yīng)變片的工作原理金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體資料上應(yīng)變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示RρL/S式中ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率Ω·cm2/mS——導(dǎo)體的截面積cm2L——導(dǎo)體的長度m我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例當(dāng)金屬絲受外力作用時其長度和截面積都會發(fā)生變化從上式中可很簡單看出其電阻值即會發(fā)生改變假如金屬絲受外力作用而伸長時其長度增加而截面積減少電阻值便會增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時長度減小而截面增加電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化平時是測量電阻兩端的電壓即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情2、陶瓷壓力傳感器原理及應(yīng)用抗腐化的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳達壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面使膜片產(chǎn)生渺小的形變厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的反面連接成一個惠斯通電橋閉橋由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號標(biāo)準(zhǔn)的信號依照壓力量程的不一樣標(biāo)定為2.0/3.0/3.3mV/V等可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。經(jīng)過激光標(biāo)定傳感器擁有很高的溫度牢固性和時間牢固性傳感器自帶溫度補償070℃并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐化、抗磨損、抗沖擊和振動的資料。陶瓷的熱牢固特點及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40135℃而且擁有測量的高精度、高牢固性。電氣絕緣程度1、應(yīng)變片壓力傳感器原理與應(yīng)使勁學(xué)傳感器的種類眾多如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器它擁有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特點。下面我們主要介紹這類傳感器。在認(rèn)識壓阻式力傳感器時我們第一認(rèn)識一下電阻應(yīng)變片這類元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化變換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。平時是將應(yīng)變片經(jīng)過特其他粘和劑親密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體被騙基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這類應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化平時較小一般這類應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大再傳輸給辦理電路平時是A/D變換和CPU顯示或執(zhí)行機構(gòu)。金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)表示圖它由基體資料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。依照不一樣的用途電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計者設(shè)計但電阻的取值范圍應(yīng)注意阻值太小所需的驅(qū)動電流太大同時應(yīng)變片的發(fā)熱致使自己的溫度過高不一樣的環(huán)境中使用使應(yīng)變片的阻值變化太大輸出零點漂移明顯調(diào)零電經(jīng)過于復(fù)雜。而電阻太大阻抗太高抗外界的電磁攪亂能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。電阻應(yīng)變片力傳感器力學(xué)傳感器是將各種力學(xué)量變換為電信號的器件力學(xué)量可分為幾何學(xué)量、運動學(xué)量及力學(xué)量三部分其中幾何學(xué)量指的是位移、形變、尺寸等運動學(xué)量是指幾何學(xué)量的時間函數(shù)如速度、加速度等。力學(xué)量包括質(zhì)量、力、力矩、壓力、應(yīng)力等。依照被測力學(xué)的不一樣這里我們第一要介紹的是應(yīng)用最為廣泛的應(yīng)變式壓力傳感器在今后的網(wǎng)頁中我們將漸漸介紹其他種類的力學(xué)傳感器。力學(xué)傳感器的種類眾多如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器它擁有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特點。下面我們主要介紹這類傳感器。在認(rèn)識壓阻式力傳感器時我們第一認(rèn)識一下電阻應(yīng)變片這類元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化變換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。平時是將應(yīng)變片經(jīng)過特其他粘和劑親密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體被騙基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這類應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化平時較小一般這類應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大再傳輸給辦理電路平時是變換和CPU顯示或執(zhí)行機構(gòu)。金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)A/D

如圖1所示是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)表示圖它由基體資料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。依照不一樣的用途電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計者設(shè)計但電阻的取值范圍應(yīng)注意阻值太小所需的驅(qū)動電流太大同時應(yīng)變片的發(fā)熱致使自己的溫度過高不一樣的環(huán)境中使用使應(yīng)變片的阻值變化太大輸出零點漂移明顯調(diào)零電經(jīng)過于復(fù)雜。而電阻太大阻抗太高抗外界的電磁攪亂能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。電阻應(yīng)變片的工作原理金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體資料上應(yīng)變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示式中ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率Ω·cm2/mS——導(dǎo)體的截面積cm2L——導(dǎo)體的長度m我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例當(dāng)金屬絲受外力作用時其長度和截面積都會發(fā)生變化從上式中可很簡單看出其電阻值即會發(fā)生改變假如金屬絲受外力作用而伸長時其長度增加而截面積減少電阻值便會增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時長度減小而截面增加電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化平時是測量電阻兩端的電壓即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情況。壓阻式傳感器某些固體資料碰到外力的作用后除了產(chǎn)生變形其電阻率也要發(fā)生變化這類由于應(yīng)力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”。利用壓阻效應(yīng)制成的傳感器稱為壓阻式傳感器。壓阻式傳感器有兩重種類一種是利用半導(dǎo)體資料的體電阻做成粘貼式應(yīng)變片稱為半導(dǎo)體應(yīng)變片用此應(yīng)變片制成的傳感器稱為半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器另一種是在半導(dǎo)體資料的基片上用集成電路工藝制成的擴散電阻以此擴散電阻的傳感器稱為擴散型壓阻傳感器。半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器的結(jié)構(gòu)形式基本上與電阻應(yīng)變片傳感器相同也是由彈性敏感元件等三部分組成所不一樣的是應(yīng)變片的敏感柵是用半導(dǎo)體材料制成。圖1所示為半導(dǎo)體應(yīng)變片典型結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體敏感條1粘貼在由膠膜制成的基底2上并有引線5將其與聯(lián)接片4相接變于焊接外面引線3。半導(dǎo)體應(yīng)變片與金屬應(yīng)變片對照最突出的優(yōu)點是它的體積小而矯捷高。它的矯捷系數(shù)比后者要大幾十倍甚至上百倍輸出信號有時不用放大即可直接進行測量記錄。其他半導(dǎo)體應(yīng)變片橫向效應(yīng)特別小蠕變和滯后也小頻率響應(yīng)范圍亦很寬從靜態(tài)應(yīng)變至高頻動向應(yīng)變都能測量。由于半導(dǎo)體集成化制造工藝的發(fā)展用此技術(shù)與半導(dǎo)體應(yīng)變片相結(jié)合可以直接制成各種小型和超小型半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器使測量系統(tǒng)大為簡化。但是半導(dǎo)體應(yīng)變片也存在著很大的缺點它的電阻溫度系統(tǒng)要比金屬電阻變化大一個數(shù)量級矯捷系數(shù)隨溫度變化較大它的應(yīng)變—電阻特點曲線性較大它的電阻值和矯捷系數(shù)分別性較大不利于選配組合電橋等等。擴散型壓阻式傳感器擴散型壓阻傳感器的基片是半導(dǎo)體單晶硅。單晶硅是各向異性資料取向不一樣時特點不一樣樣。因此必定依照傳感器受力變形情況來加工制作擴散硅敏感電阻膜片。利用半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)可設(shè)計成多各種類傳感器其中壓力傳感器和加速度傳感器為壓阻式傳感器的基本型式。圖2為壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)示妄圖。硅壓阻式壓力傳感器由外殼、硅膜片硅杯和引線等組成。硅膜片是中心部分其外形狀象杯故名硅