壓阻式應(yīng)變傳感器的構(gòu)成介紹 傳感器如何操作

第第頁壓阻式應(yīng)變傳感器的構(gòu)成介紹傳感器如何操作力學(xué)傳感器的種類繁多，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

力學(xué)傳感器的種類繁多，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)用較為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們緊要介紹這類傳感器。在了解壓阻式力傳感器時(shí)，我們首先認(rèn)得一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的緊要構(gòu)成部分之一、電阻應(yīng)變片應(yīng)用較多的是金屬電阻應(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。通常是將應(yīng)變片通過特別的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生更改，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都構(gòu)成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)電阻應(yīng)變片由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分構(gòu)成。依據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過于多而雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾本領(lǐng)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材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)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（Ωcm2/m）S——導(dǎo)體的截面積（cm2）L——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(shí)，其長度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很簡單看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生更改，假如金屬絲受外力作用而伸長時(shí)，其長度加添，而截面積削減，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長度減小而截面加添，電阻值則會(huì)減小。只要測出加在電阻的變化（通常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。

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怎么對(duì)壓力傳感器進(jìn)行標(biāo)定與校準(zhǔn)

壓力傳感器生產(chǎn)完成的時(shí)候都需要對(duì)其技術(shù)性能進(jìn)行全面檢定，以保證測量值的精準(zhǔn)傳遞?；蛘咴趬毫鞲衅鹘?jīng)過一段時(shí)間的使用或者存儲(chǔ)、使用或修理后，也需要再次進(jìn)行技術(shù)性能的鑒定，以確保壓力傳感器在正常使用的時(shí)候是一個(gè)性能指標(biāo)合格的產(chǎn)品。

壓力傳感器的標(biāo)定指的是：在輸入和輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系的前提下，利用某種標(biāo)準(zhǔn)器具對(duì)壓力傳感器進(jìn)行檢定。經(jīng)過使用、存儲(chǔ)、修理后的壓力傳感器進(jìn)行的性能復(fù)檢稱之為校準(zhǔn)。標(biāo)定與校準(zhǔn)在本質(zhì)上是一樣的。

標(biāo)定的基本過程就是將一直的測量值輸入給需要標(biāo)定的壓力傳感器，同時(shí)得到壓力傳感器的輸出量，然后將所獲得的壓力傳感器輸入量和輸出量進(jìn)行處理和比較，從而得到兩者對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線，進(jìn)而得到壓力傳感器性能標(biāo)定的實(shí)測結(jié)果。

壓力傳感器的標(biāo)定系統(tǒng)通常由標(biāo)推發(fā)生器、標(biāo)定測試系統(tǒng)，以及待標(biāo)定壓力傳感器所配接的信號(hào)調(diào)整器和顯示器、記錄器等構(gòu)成。對(duì)壓力傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定傳感器的各