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电阻式传感器测量原理与测量电路

一、测量原理 电阻传感器的基本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、加速度和温度等非电量参数。电阻式传感器结构简单,性能稳定,灵敏度较高,有的还可用于动态测量。 二、测量电路 以典型的固态压阻压力传感器为例,当硅单晶材料受到外力作用时,其内部原子结构的电子能级状态会发生变化,导致其电阻率的剧烈变化。这种材料制成的电阻也发生了很大的变化,称为压阻效应。采用压阻效应原理,采用综合工艺技术,沿单晶硅片特性晶体方向制成应变电阻,形成惠斯登电桥(Wheatstone bridge),利用硅材料的弹性力学特性,对同一硅材料进行各向异性微加工,制成集力敏和力电转换检测于一体的扩散硅传感器。 将放大电路及相关外围部件与传感器匹配,输出标准信号,形成完整的变送器称重传感器。 硅压阻力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。

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