T05.电参数传感器 (NXPowerLite)

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1、自动检测技术及仪表Test&MeasurementTechnologyandAutomationInstrumentsCIST@BUCT2012TMT&AI››检测元件与检测技术检测元件有源检测元件（释能型检测元件）电信号：电压、电流、电荷光信号：强度磁信号无源检测元件（耗能型检测元件）电参数：电阻、电容、电感（自感、互感）光参数：强度、频率、相位、偏振传输型检测元件TMT&AI››检测元件与检测技术检测装置一般信号变换结构简单变换差动变换→开环结构仪表参比变换平衡／反馈变换→闭环结构仪表}第①部分基础知识第二章　检测元件与检测技术电阻型、电容型检测元件电感型（自感/互感）

2、检测元件TMT&AI››检测元件与检测技术在传感器中，有一大类是通过电阻参数变化来实现非电量测量的目的。它们统称为电阻式传感器。各种电阻材料，受被测量的作用，将产生电阻参数的变化。位移、应变、压力、光、热等电阻式传感器电位计式、热电阻式、应变式、压阻式和光电式等TMT&AI››检测元件与检测技术电阻式检测元件电阻是介质阻挡电流流动能力的大小。电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示。电阻是一个线性元件。通过实验发现，在一定条件下，流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比——即它是符合欧姆定律：TMT&AI››检测元件与检测技术电阻式检测元件一段长为l（m），截面积为A（mm2），电阻

3、率为（mm2m-1）的导体（如金属丝），其电阻为电阻式检测元件分类变l型——位移变型——温度、成份等变(l,A,)型——应变TMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件电位器线位移角位移TMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件电位器当A恒定时，与l为线性关系适合于较大位移的测量应用电力传输线的故障检测电阻触摸屏TMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件热电阻纯金属具有正的温度系数，可以作为测温元件作为测温用的热电阻应具有下列要求电阻温度系数大，以获得较高的灵敏度；电阻率高，元件尺寸可以小；电阻值随温度变化尽量是线性关系；在测温范围内，

4、物理、化学性能稳定；材料质纯、加工方便和价格便宜等。TMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件热电阻铂、铜、铁和镍是常用的热电阻材料TMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件热电阻金属热电阻半导体材料的电阻率也随温度变化而变化。用半导体材料制成的测温元件称为“热敏电阻”。TMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件热电阻标称值Pt100，0℃时电阻值为100ΩCu50，0℃时电阻值为50ΩCu100，0℃时电阻值为100Ω温度系数响应时间一般铂热电阻的时间常数为几秒至几十秒TMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件金属材料的应变电阻效应1856年，

5、英国物理学家发现金属丝的电阻随它所受机械变形（拉伸或压缩）的大小发生变化即电阻的应变效应。2rl2(r-dr)l+dlFFTMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件金属材料的应变电阻效应应力（stress）连续体内部截面的一侧施于另一侧上单位面积的作用力。应力矢量沿它所作用的微元平面的法向投影称为法向应力或正应力。pFFN连续体ΔSFNΔS上所受的合力PN=FN/ΔSTMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件金属材料的应变电阻效应应变（strain）连续体在体内应力作用下发生的形状和大小的相对变化。三种最简单的应变线应变即物体内任一点处单位长度的长度增加量。线应变

6、又称为相对伸长；角应变体应变TMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件金属材料的应变电阻效应应变（strain）连续体在体内应力作用下发生的形状和大小的相对变化。三种最简单的应变线应变角应变即物体内任一点处两互相垂直方向的角度减小量。角应变又称为切应变或剪切应变。体应变TMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件金属材料的应变电阻效应应变（strain）连续体在体内应力作用下发生的形状和大小的相对变化。三种最简单的应变线应变角应变体应变即物体内任一点处单位体积的体积增加量；TMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件金属丝的应变电阻效应当它受到轴向

7、力F拉伸或压缩时，其A、l、均发生变化，导体的电阻也随之发生变化令x=dl/l导体轴向应变，y=dr/r导体径向应变。2rl2(r-dr)l+dlFFTMT&AI››检测元件与检测技术电阻型检测元件金属丝的应变电阻效应由《材料力学》知道，在金属丝弹性范围内，沿其长度方向拉伸时，轴向应力x与径向应力y之间存在关系y=x勃底特兹明（Бриджмен）通过试验研究发现，金属材料的电阻率相对变化与其体积相对变化之间有关系d/=CdV/V金属材料电阻率的相对变化与