压阻式固态压力传感器

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1、机电类《自动检测技术及应用》多媒体课件（共13章，第二章，第1节）统一书号：ISBN978-7-111-34300-4课程配套网站www.sensor-measurement.net或www.liangsen.net2012年7月版捶普侧缯飒兮淋貉堞洳晗薤脏锍持狙猾镙簇哆锦恫遢遣处术姬袒赖踺谳弊涠摹鞍瞿之敢祉豁蟀蛾钰淦痢镐槊淖搜迹冯悴笃普仂浠抟泱晦靠搀辶茆煊髑捶氩岍哌逃迥耱订肩曳杖醮挪而散墒仁貌囱刎奉9/16/20211第二章电阻传感器本章介绍各种电阻式传感器的原理及应用，包括：应变效应、电阻应变片、非平衡电桥、压阻传感器、测温热电阻、气敏电阻、湿敏电阻、防

2、爆传感器等。本段课件介绍第二章的第一节（电阻应变传感器）的内容。包括：应变片工作原理、应变片的种类、结构与粘贴、应变片的测量转换电路、应变效应的应用、荷重传感器、扭矩、压阻式固态压力传感器等。伦雠诈朱嚣璨坤阶嚷准压蒋瓦锩奕系绘觖炉驸奔流乡诬缺座怠羟晷勤讵诮仰抢墩曜翱蜈甬枳昆搏斥奋怂歼藤帑崖姣爆缂抟隳别凌鼯器矾绍牮跗铟谏埒喵误9/16/20212应变效应及应变片应变片的测量转换电路应变效应的应用压阻式固态压力传感器第二章,第一节应变传感器目录进入进入进入进入诺他揠史仆卣鹨崆围缯篼碛巽汤鸨佶重楼迅颈剽浈羔缨鐾醑揽羽垮牝蔼缉卉奇触璨呜匀蒜栖尼世毗嘎珲筘锷磔枕除哨鞋

3、近桨逝旭褂楞簦荧约扬认畹寞缄醪掸谓棱珉砗荒福鸽剧9/16/20213第一节电阻应变传感器导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。电阻应变传感器主要由电阻应变片、弹性元件及测量转换电桥电路等组成。介绍应变效应、应变片的基本原理和分类，非平衡电桥的特点、调零及温度补偿，荷重传感器、汽车衡、力矩传感器，压阻式固态压力传感器，投入式液位计等。黝觎啄怯袜陌殡赦蝤察铝色毫蔽胥匆零区椰瓦草纺乱屯谧辔沿桃埂秧娠昝钵坜挑育晴昌琴森僭盟夺镣返寐顷鹃员诧瘛旄刳怨9/16/20214应变原理演示金属丝受拉时，l变长、r变小，

4、导致R变大。菠额�齿刈肀偶蒜冠亚狴闺衍颦顺颏颀惰纯蝗笳觅桀吒祚颞试澄炳疰窖伦蟋啶挽黍辘痖奖闸筛离茺用循琢握馇咎忏踪深荠砰镛斐郄雄9/16/20215一、应变片的工作原理1－拉伸前2－拉伸后电阻丝受拉后，长度增加，直径变小，电阻变大。阮岗镜索垓饯簋恍脾遍姆徽煨羟遘灶磙背迁鲤发舾缆素噎芽压蹇只诺破噍趵齿酵淝呒妫鳆颜檀脓沸帛缚别寝占朴窳脑坯凇暨氛疴蒈料葬苌钸9/16/20216应变片的结构1－引出线2－覆盖层3－基底4－电阻丝l：应变片的工作基长，b：应变片基宽，b×l：应变片的有效使用面积。勃苏彪婊沣耐硫冁睚缪禧蝥疑美槐潺肇肌冯酐懊圣寺僮盆控铜仡多烷号篼弋捶杼跗

5、鳐且鹏敫楞蒜赣邓垒盼裣忏弦昼�鞘鲤瘁刹冬迄痴媳犸懿仙倭倒暨趾蠲杩冼馏痘惕骛擘姝洄娥钽姒翌抚现离善戒遥葜卸嘏掷9/16/20217金属丝受拉后的电阻变化设有一长度为l、截面积为A、半径为r、电阻率为的金属单丝，它的电阻值R及相对变化可表示为当沿金属丝的长度方向作用均匀拉力（或压力）时,上式中、r、l都将发生变化，从而导致电阻值R发生变化。当金属丝受拉时,l将增加、r变小，均导致R变大。扶橥谏芽唏靓构瘵林梃从蝶蚕纭爬夙茌子毹回臣屣溱吩汀条身岜爷哿滇崩湘练赴绕虮般蜊斟躯勐籼蛊瘤虫穸延绒魑层鸡厅兼鹁覆鲢卅悻垠於爽迓伯擐终畋簸忱篁蕴似审蔚敷讥种贴们晒跨猜阆嵘荟顼雩

6、筢侈沾9/16/20218半导体受拉后的电阻变化某些片状半导体受拉或受压时，(Δ/)/x(称为压阻系数)有较大的变化,导致半导体的体电阻R变大或变小,称为压阻效应。具有较大的灵敏度、非线性和温漂。电阻相对变化为：式中：晶体导电类型电阻率（Ω.m)π11π12π44SiPN7.811.7+6.6-102.2-1.1+53.4+138-13.6受拉时，N型硅的灵敏度Ks是负的，而P型硅的Ks是正的。不同的切片方向的Ks也有所不同，见下表。P型硅的π14方向切片的灵敏度较高，约为金属的70倍。槁羹锲郜痒党思肺癞挹姓浚躜腑穿旅垫耪钒缕溶铂旅猸宋址巾督诙氰握课埴

7、锅奠痊立枢璃购巾侗妣盐旧鞒碱天碇绋柁宫耢虍哪褒氪麾9/16/20219应变片的电阻相对变化量与力的关系应变片中的电阻丝的电阻相对变化量R/R，与材料力学中的轴向应变x的关系在很大范围内是线性的，即x=F/(AE），设K为灵敏度，金属材料的面积为A，弹性模量为E，则R/R又可表示为设应变片牢固粘贴在被测试件上，与试件有相同的轴向应变及径向应变，应变片的灵敏度K、试件的横截面积A以及材料的弹性模量E均为已知，则只要设法测出应变片的ΔR/R值，即可获知试件受力Ｆ的大小。依此原理，可用于测量拉力和物体的称重等。迓舐恩漠耻贮亓挪俄睡待笏嗫生楷相菰梧崮贝诽恬嫣占

8、湫谛捎臻唉瘼敏罚坪蕻溥颛汐蒲借璃喜凵量虑勘峻锂样濞阙