電阻應變式傳感器(1)-展示頁
2025-05-22 01:16本頁面
【正文】 表示： ? ? 式中， 為半導體縱向壓阻系數(shù)； 為半導體材料的彈性模量； 為沿半導體小條縱向的應變。 RUUIP 2m a xm a xm a xm a x ??maxI金屬電阻應變片 半導體應變片 ? 對一塊半導體材料的某一軸向施加一定的載荷而產(chǎn)生應力時，它的電阻率會發(fā)生變化，這種物理現(xiàn)象稱為半導體的壓阻效應 。工作電流大，應變片輸出信號就大，靈敏度高。 ? 應變片電阻值通常有 60、 1 200、 350、 500、 1000Ω 幾種，其中以 120Ω 為最常用。 – 箔式 :通過光刻、腐蝕等工序制成的一種很薄的金屬箔柵，允許最大工作電流較大，靈敏度高。 ??????? ddldlRdR ?????? )21()21(??/d??? kRdR ??? )21(?21??k 0 .5~0 .3??k? 金屬電阻應變片常用的三種。由于大多數(shù)金屬材料的 之間，所以 在 ~。式中第一項是由電阻絲幾何尺寸變化引起的，對某種材料來說，其值是常數(shù)。 ? 金屬導體的應變效應 – 金屬導體在外力作用下發(fā)生機械變形時，其 電阻值 隨著它所受機械變形 ( 伸長或縮短 ) 的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象。 ? 金屬導體的電阻隨著它所受機械變形（伸長或縮短）的大小而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬電阻的應變效應。 應變片的工作原理 圖 410 電阻應變片的基本形狀 ? 圖 410示出了電阻應變片的基本形狀。它廣泛應用于測量力和與力有關(guān)的一些非電參數(shù)（如壓力、荷重、扭力、加速度等）。 電阻應變式傳感器 ? 電阻應變式傳感器由電阻應變片和測量電路組成。其敏感元件的電阻隨著機械變形（伸長或縮短）的大小而變化。 ? 電阻應變傳感器的特點是精度高，測量范圍廣；結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定可靠，壽命長；頻率特性好，能在高溫、高壓、振動強烈、強磁場等惡劣環(huán)境條件下工作。圖中， 稱為應變片的標距或稱為工作基長； b稱為應變片的工作寬度。這就是電阻應變片賴以工作的物理基礎(chǔ)。 ? 根據(jù)電阻的定義式 : ； ? 如果金屬導體在外力作用下產(chǎn)生變化量 ?ρ 、 ?l、 ?A時，其相對變化率為： ? 對于直徑為 D的圓柱形截面電阻絲，因為 A=лd2/4 ；故： ? 由材料力學知， 橫向收縮 和 縱向伸長 的關(guān)系為： AlR /?? ?AdAldldRdR ?????DdDAdA 2????? ????? ldlDdDrr? ?? 由上頁的公式得出： ? 下面分導體和半導體兩種情況對上式進行討論： – 金屬電阻應變片（按結(jié)構(gòu)形式分） ? 絲式 ? 箔式 ? 薄膜式 – 半導體應變片 ? 體型半導體應變片 ? 薄膜型半導體應變片 ? 擴散型半導體應變片 ??????? ddldlRdR ?????? )21()21(a ) 絲 式b ) 箔 式112233 金 屬 電 阻 應 變 片 結(jié) 構(gòu)體 型 半 導 體 應 變 片金屬電阻應變片 ? 式中第二項 是由于受力后材料的電阻率發(fā)生變化而引起的，對
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