一、测量原理 电阻传感器的基本工作原理是将测量的非电量转换为电阻值,然后通过转换电路转换为电源输出。根据传感器组成材料或传感器原理的变化,产生各种电阻传感器,主要包括压敏传感器、热敏传感器、光敏传感器、湿敏传感器和压力传感器。 电阻传感器可以测量力、压力、位移、应变、加速度和温度。电阻传感器结构简单,性能稳定,灵敏度高,有些也可用于动态测量。
二、测量电路 以典型的固态压阻压力传感器为例,当硅单晶材料在外力作用下产生极小的应变时,其内部原子结构的电子能级状态会发生变化,导致其电阻率发生剧烈变化。这种材料产生的电阻发生了很大的变化,这种物理效应被称为压阻效应。利用压阻效应原理,采用综合工艺技术,沿单晶硅片特性晶体方向,形成应变电阻,形成惠斯登桥,利用硅材料的弹性力学特性,在同一硅材料上进行各向异性微加工,形成集力敏和力电转换检测于一体的扩散硅传感器。然后将放大电路和相关外围部件与传感器匹配,输出标准信号,形成完整的变送器。 硅压阻传感器一般对温度敏感,但随着集成技术的进步,扩散硅敏感膜的四个电阻一致性进一步提高,在新一代传感器中,原手工补偿被激光阻力、计算机自动修复技术取代,传感器温度系数很小,工作温度范围也大大提高。