自动检测技术讲义第2章 热敏、气敏、湿敏传感器.ppt

第二章电阻式传感器
电阻式传感器的基本原理是将被测量的变化转换成传感元件电阻值的变化,再经过转换电路变成电信号输出。
测量电路
自动测力或称重中应用最普遍的是电阻应变式传感器,应变式传感器有下列优点:
,线性度好,灵敏度高
,寿命高

,体积较小应用灵活
、保养方便
应变式传感器除可用于测量力参数外,还可用于测量加速度,振幅等其他物理量。
第一节电阻应变式传感器
第二节固态压阻式传感器
--------半导体传感器
压阻效应:固体受到作用力后,电阻率就要发生变化,这种现象叫压阻效应。半导体材料的压阻效应特别强。

半导体压阻式传感器分类
①粘贴式应变片
②扩散硅型压阻传感器
特点:灵敏系数大,分辨率高,动态响应快,体积小,温度范围宽,便于批量生产,易于集成化、智能化。
本节介绍扩散硅型压阻传感器
设半导体材料的压阻系数为,材料受到的应力为σ,
有
一、工作原理与结构
对于半导体材料,其电阻率的变化为:
在弹性变形限度内,压阻效应是可逆的,当应力消失时,硅片的电阻会恢复原来数值。
注意:晶体在不同的方向上,压阻效应数值不同。
压阻效应传感器的核心-----------硅膜片
内部电路
膜片芯体示意图
引
出
线
二、压阻式压力传感器
硅杯
高
压
腔
低压腔
硅膜片
引线
引线
三、压阻式加速度传感器
基座
扩散电阻
质量块
梁
四、压阻式传感器的应用
因为压阻式传感器具有灵敏度高、动态响应快、体积小、温度范围宽、便于批量生产、易于集成化、智能化的优点。在航空、航海、石油、化工、机械、兵器、医疗等各方面获得广泛应用。
机械:实时检测各种机器设备、生产线的气液压力等
航空:飞机发动机压力、物体加速度等
兵器:枪炮膛内压力、爆炸压力、冲击波压力等
医疗:测量心脑血管、颅内、尿道、眼球内压力等
其他:自来水管网压力检测
震动检测
过山车加速度检测等
第三节热电阻式温度传感器
热电阻传感器
分类:
金属热电阻==热电阻
半导体热电阻==热敏电阻
热电阻传感器-----利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变的物理现象进行温度检测。
一、热电阻
优点:
(1)电阻-温度变化具有良好的线性关系;
(2)电阻温度系数大,故测量精度高;
(3)热容量小,反应速度快;
(4)有较大的测量范围;-200~500℃;
(5)在测量范围内具有高的物理和化学性质,价格较低。
(5)易于使用在自动测量和远距离测量中。
(一)铂电阻
铂热电阻的特点是精度高、稳定性好、性能可靠, 所以在温度传感器中得到了广泛应用。
铂热电阻的特性方程:
在0~650℃的温度范围内: 
在-200~0℃的温度范围内:
Rt和R0分别为t℃和0℃时铂电阻值; A、 B和C为常数。