電阻式傳感器原理與應(yīng)用.pptx

1、1.變阻器傳感器的工作原理，電阻傳感器，2，3，測(cè)量電路，4，金屬電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)(a)導(dǎo)線式(b)箔式的工作原理，電阻應(yīng)變片1)金屬電阻應(yīng)變片，5，1)金屬電阻應(yīng)變片，假設(shè)長(zhǎng)度l，橫截面積a，電阻率a，電阻R，當(dāng)受到應(yīng)變時(shí)假設(shè)金屬的橫截面半徑為R，有，6，根據(jù)材料力學(xué)理論， 有處于拉伸和壓縮狀態(tài)的圓棒，其中：-所承受的應(yīng)變-材料的泊松比-軸向應(yīng)力-材料的壓阻系數(shù)E-材料的彈性模量，其被引入到原始類型的半導(dǎo)體應(yīng)變儀的結(jié)構(gòu)1引線中； 2半導(dǎo)體芯片；3襯底，2)半導(dǎo)體應(yīng)變儀，8，薄膜半導(dǎo)體應(yīng)變儀結(jié)構(gòu)1的鍺薄膜；2絕緣層；3金屬箔襯底；4引腳擴(kuò)散半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)1N硅；2P硅擴(kuò)散層；3二氧化硅絕緣層

2、；4個(gè)鋁電極；5導(dǎo)聯(lián)，測(cè)量電路DC電橋電路(1)平衡狀態(tài)，DC電橋電路，10，當(dāng)R為無(wú)窮大時(shí)，電橋有輸出電壓，L，如果R為應(yīng)變計(jì)電阻，應(yīng)變計(jì)最初無(wú)應(yīng)變，電橋處于平衡狀態(tài)，1，當(dāng)U=0時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，0，當(dāng)電橋R承受應(yīng)變并產(chǎn)生R變化時(shí)，輸出電壓為0。N=R 2 R 1=R 3 R 4，并省略分母中的軌跡，有一個(gè)非線性誤差的補(bǔ)償方法。上述公式是一種理想化的線性關(guān)系，是應(yīng)變計(jì)電阻R 1 R 1的相對(duì)變化很小且可以忽略的理想情況。減小和消除非線性誤差的方法有多種：(1)使用差動(dòng)電橋；(2)提高橋臂比，半差動(dòng)電橋，在同一試件上粘貼兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，一個(gè)感受拉力，另一個(gè)感受壓力，符號(hào)相反，大小相等。半差動(dòng)

3、電橋不僅可以消除非線性誤差，而且與單應(yīng)變片相比，電壓靈敏度提高了一倍，還可以起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?3，全差分電橋電路，如果四個(gè)應(yīng)變儀連接到同一個(gè)試樣上，其中兩個(gè)處于拉伸狀態(tài)，兩個(gè)處于壓力狀態(tài)，將兩個(gè)具有相同應(yīng)變符號(hào)的應(yīng)變儀連接到同一個(gè)電橋臂上，則形成全差分電橋。全差分電橋的輸出電壓靈敏度是單個(gè)應(yīng)變電橋的四倍，是半差分電橋的兩倍。汽車上的電阻式傳感器主要包括葉片式空氣流量計(jì)、節(jié)氣門位置傳感器、半導(dǎo)體壓阻式進(jìn)氣壓力傳感器、油門踏板位置傳感器、氣囊中央碰撞傳感器和可變電阻式液位傳感器。電阻式傳感器在汽車上的應(yīng)用，幾種電阻式應(yīng)變傳感器的示意圖(a)位移傳感器(b)加速度傳感器(c)力傳感器(d)扭矩傳感器(e)壓力傳感器16，翅片式空氣流量計(jì)，圖4.16，翅片式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，圖17，圖4.19，翅片式空氣流量計(jì)的電路原理，圖4.20，葉片式空氣流量計(jì)的工作原理，18，線性輸出節(jié)流閥位置傳感器的結(jié)構(gòu)和輸出特性(a)結(jié)構(gòu)組成(b)輸出特性， 線性輸出節(jié)氣門位置傳感器與電子控制單元之間的連接，19，壓阻式進(jìn)氣壓力傳感器的結(jié)構(gòu)，壓阻式進(jìn)氣壓力傳感器的工作原理，20，油門踏板位置傳感器1傳感器可調(diào)范圍的電路和輸出特性； 2 .控制使用范圍；3完全關(guān)閉；4全