1电阻式传感器的性能测试

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1、第1章传感器与检测技术基础页码，1/4第1章电阻式传感器的性能测试实训指导电阻式传感器的性能测试1.1实训的目的要求半桥、全桥测量电1.1.1实训目的路的性能比较1.弄清电阻应变式传感器的基本结构、工作原理及其实际应用情况；电阻应变片的应用2.掌握基本电桥电路的测量原理和方法；差动变面积式电容3.了解温州亚龙公司的YL—CG型传感器实训台的构造情况及基本布置；传感器的性能测试4.学会液晶直流电压表的使用。差动变面积式电容1.1.2实训要求传感器的应用1.实训前应认真作好预习准备工作，弄清电阻应变式传感器及其基本测量电路的工作原理，了解差动螺线管电感传本次实训所用设备的基本

2、情况、工作原理及使用中的注意事项等；感器的性能测试2.做完实训后应认真完成实训报告，对实训过程进行全面总结，找出实训中存在的问题及解决问差动螺线管电感传题的办法；感器的应用3.认真完成实训后面的思考题。差动变压器式电感1.2实训的基本原理传感器的性能测试1.2.1电阻应变式传感器的工作原理差动变压器式电感电阻应变式传感器是一种利用电阻材料的应变效应，将工程结构件的内部变形转换为电阻变传感器的应用化的传感器，此类传感器主要是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。通过一定的扩散硅压阻式传感机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再

3、通过器的性能测试测量电路进一步将电阻的改变转换成电压或电流信号输出。可用于能转化成变形的各种非电物理扩散硅压阻式传感量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分器的应用广泛。霍尔式传感器的性能测试1.电阻应变效应霍尔式传感器的应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变的同时用其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。以圆柱形导体为例：设其电涡流式传感器的长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时其电阻为R[1-1]（根据电阻的定义式）性能测试电涡流式传感器的应用光纤位移传感器的性能测

4、试当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变光纤传感器的应用化为dR。对式（1—1）全微分得电阻变化率dR/R为：压电式传感器的性能测试集成温度传感器的温度检测与调理PN结型温度传感式中：dL/L为导体的轴向应变量ε;dr/r为导体的横向应变量εLr器性能测试由材料力学得：ε=-με(1—3)Lr电子课件式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3----0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。将式（1—3）代入式（1—2）得：（1—4）式（1—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导

5、电性能（压阻效应）。2.应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。(1)金属导体的应变灵敏度K：主要取决于其几何效应；可取（1—5）其灵敏度系数为：K=（1—6）金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右，不超过5.(2)半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρρ。半导体材料之所以具有较大的电阻变化率，是因为它有远比金属导体显著得多的压电电阻效应。在半导体受力变形时会暂时改变晶体结构的对称性，因而改变了半导体的导电机理，使得它的电阻率发生变

6、化，这种物理现象我们称之为半导体的压阻效应[2]。且不同材质的半导体材料在不同受力条件下产生的压阻效应不同，可以是正（使电阻增大）的或负（使电阻减小）的压阻效应。也就是说，同样是拉伸变形，不同材质的半导体将得到完全相反的电阻变化效果。半导体的压阻效应可表示为：dρρ=π?ε?Ε；其中：π为材料的压阻系数，取决于材料本身性质；E为材料的弹性模量；故半导体的应变灵http://www.hzvtc.net/jpkc/zdjcjs/html/sxzd/1_01.asp2006-6-22第1章传感器与检测技术基础页码，2/4敏度系数为：K=dR/Rε=πΕ[1]半导体材料的电阻应变

7、效应主要体现为压阻效应，可正可负，与材料性质和应变方向有关，其灵敏度系数较大，一般在100到200左右。3.基本结构电阻应变式传感器主要有四个部分组成，如图1.1所示[3]：1，引出线，作为连接测量导线用，对测量精度至关重要。2，电阻丝也叫敏感栅，是应变片的转换元件，是这类传感器的核心构件；3，粘结剂，它的作用是将电阻丝与基底粘贴在一起；4，基底，基底是将传感器弹性体的应变传送到敏感栅上的中间介质，并起到在电阻丝和弹性体之间的绝缘作用和保护作用；5，面胶或叫覆盖层，是一层薄膜，起到保护敏感栅的作用；4.检测原理电阻应变片直接感