压力传感器
压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分，由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出，给显示仪表显示压力值，或供控制和报警使用。力学传感器的种类繁多，电阻应变式传感器结构简单、体积小、使用方便、性能稳定、可靠、灵敏度高动态响应快、适合静态及动态测量、测量精度高等诸多优点，因此是目前应用最广泛的传感器之一。电阻应变式传感器由弹性元件和电阻应变片构成，当弹性元件感受到物理量时，其表面产生应变，粘贴在弹性元件表面的电阻应变片的电阻值将随着弹性元件的应变而相应变化。通过测量电阻应变片的电阻值变化，可以用来测量位移加速度、力、力矩、压力等各种参数。
一、 压力传感器的基本原理
1、金属电阻应变片的工作原理
应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的，应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D 转换和CPU ）显示或执行机构。其阻值随压力所产生的应变而变化。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。对于金属导体，如图1所示，一段圆截面的导线的金属丝,设其长为L,截面积为A （直径为D ） ,原始电阻为 R ，金属导体的电阻值可用下式表示：
R=ρL ∕A (1)
式中：ρ——金属导体的电阻率（m cm /2?Ω） S ——导体的截面积（2cm ） L ——导体的长度（m ）
图1 金属电阻丝应变效应
当金属丝受到轴向力 F 而被拉伸或压缩产生形变 ,其电阻值会随之变化 ,通过对（1）式两边取对数后再取全微分得:
ρ
ρd A dA R dR +-=L dL （2） 式中ε=L dL 为材料轴向线应变 ,且 D
dD A dA 2=跟据材料力学 ,在金属丝单向受力状态下 ,有
L dL D dD μ-= (3) 式中μ为导体材料的泊松比。因此 ,有
ρρμρ
ρd L dL d ++=)21( （4） 试验发现 ,金属材料电阻率的相对变化与其体的相对变化间的关系为
V
dV c d =ρρ (5) 式中 , c 为常数(由一定的材料和加工方式决定)
εμ)21(-=+=A dA L dL V dV 将式 (5)代入 (4) ,且当ΔR=R 时 ,可得
εεμμK c R
R =-++=?)]21()21[( (6) 式中，k=(1+2μ)+c(1-2μ)为金属丝材料的应变灵敏系数。
上式表明 ,金属材料电阻的相对变化与其线应变成正比。这就是金属材料的应变电阻效应。
电阻变化率 △R/R 的表达式为：K=ΔR/R μ/ε，式中μ—材料的泊松系数；ε—应变量。
当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，
而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变。
2.电阻应变片的测量电路
由于应变片的电桥电路的输出信号一般比较微弱，所以目前大部分电阻应变式传感器的电桥输出端与直流放大器相连，如图2所示。
图2直流电桥
设电桥的各臂的电阻分别为R 1R 3R 2R 4 它们可以全部或部分是应变片。由于直流放大器的输入电阻比电桥电阻大的多，因此可将电桥输出端看成开路，这种电桥成为电压输出桥，输出电压U 0 为
U 0= S U R R R R R R R R )
)((43214231++- （7） 由上式可见：若R 1R 3=R 2R 4，则输出电压必为零，此时电桥处于平衡状态，称为平衡电桥。
平衡电桥的平衡条件为：
R 1R 3=R 2R 4
应变片工作时，其电阻变化ΔR ，此时有不平衡电压输出。
1
104R R U U ?= （8） 由式（8）表明：ΔR 《 R 1 时，电桥的输出电压于应变成线性关系。若相邻
两桥臂的应变极性一致，即同为拉应变活压应变时，输出电压为两者之差，若不同时，则输出电压为两者之和。若相对两桥臂的极性一直，输出电压为两者之和，反之则为两者之差。
电桥供电电压U 越高，输出电压U 0 越大，但是，当U 大时，电阻应变片通过的电流也大，若超过电阻应变片所允许通过的最大工作电流，传感器就会出现蠕变和零漂。基于这些原因可以合理的进行温度补偿和提高传感器的测量灵敏度。
由式（8）的线性关系是在应变片的参数变化很小，极ΔR 《 R 1 的情况下
得出的，若应变片承受的压力太大，则上述假设不成立，电桥的输出电压应变之间成非线性关系。在在这种情况下，用按线性关系刻度的仪表进行测量必然带来非线性误差。为了消除非线性误差，在实际应用中，常采用半桥差动或全桥差动电路，如图3所示，以改善非线性误差和提高输出灵敏度。
U U
(a)半桥差动电路 （b ） 全桥差动电路
图3 差动电桥 图3（a ）为半桥差动电路，在传感器这中经常使用这种方法。粘贴应变片时，使两个应变片一个受压，一个受拉。应变符号相反，工作时将两个应变片接入电桥的相邻两臂。设电桥在初始时所示平衡的，且为等臂电桥，考虑到ΔR =ΔR 1=ΔR 2 则得半桥差动电路的输出电压为
U R R U O
O ?=2 （9） 由上式可见，半桥差动电路不仅可以消除非线性误差，而且还使电桥的输出灵敏度提高了一倍，同时还能起到温度补偿的作用。如果按图3（b ）所示构成全桥差动电路同样考虑到 ΔR =ΔR 1=ΔR 2=ΔR 3=ΔR 4时得全桥差动电路的输出电压为
U R R U O
O ?= （10）
可见，全桥的电压灵敏度比单臂工作时的灵敏度提高了4倍非线性误差也得到了消除，同时还具有温度补偿的作用，该电路也得到了广泛的应用。
二、压力传感器系统
本次设计是以单片机组成的压力测量，系统中必须有前向通道作为电信号的输入通道，用来采集输入信息。压力的测量，需要传感器，利用传感器将压力转换成电信号后，再经放大并经A/D转换为数字量后才能由计算机进行有效处理。然后用LED进行显示，而键盘的作用是改变输入量的系数的。它的原理图如图4所示。
图4 压力测量仪表原理方框图
通过压力传感器将需要测量的位置的压力信号转化为电信号，再经过运算放大器进行信号放大，送至8位A/D转换器，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息，最后显示输出。基于单片机的智能压力检测系统，选择的单片机是基于AT89C51单片机的测量与显示，将压力经过压力传感器变为电信号，再通过三运放放将电信号放大为标准信号为0-5V的电压信号，然后进入A/D转换器将模拟量转换为数字量，我们所采样的A/D转换器为ADC0832，ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。
正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、
DI 。但由于DO 端与DI 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO 和DI 并联在一根数据线上使用。
为了提高单片机系统I/O 口线的利用效率,利用单片机AT87C51的串行口和串行移位寄存器74LS164扩展输出多位LED 显示。
键盘是单片机系统实现人机对话的常用输入设备。我们通过键盘，向计算机系统输入各种数据和命令，亦可通过使用键盘，让单片机系统处于预定的功能状态。要想实现压力的显示需硬件与软件配合，最终调试出来。
三、 压力传感器的应用
压力是工业生产中的重要参数，如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。
1643年，意大利人托里拆利首先测定标准的大气压力值为760毫米汞柱，奠定了液柱式压力测量仪表的基础。1847年，法国人波登制成波登管压力表，由于结构简单、实用，很快在工业中获得广泛应用，一直是常用的压力测量仪表。
二十世纪上半叶出现了远传压力表和电接点压力表，从而解决了压力测量值的远距离传送和压力的报警、控制等问题。60年代以后，为适应工业控制、航空工业和医学测试等方面的要求，压力测量仪表日益向体积轻巧、耐高温、耐冲击、耐振动和数字显示等方向发展。
压力是过程生产中四大重要参数之一，它在检测生产过程能否完全可靠正常运行的重要参数指标，尤其在化工生产过程中压力这一参数更显得尤为重要。
在化工生产过程中，压力即影响物料平衡，也影响化学反应速度，是标志生产过程能否正常进行的重要参数。
安全生产的需要，从确保安全生产的角度，压力检测也是非常重要的。如：确保压力容器内的压力在安全指标之内，确保易燃易爆介质的压力不超标。
在其他工业生产中压力检测于控制也非常重要。常可见到一些工业装置上都有压力表。如：汽包压力,当压力过高容易爆炸，压力低动力不足；还有炉膛压力；一般维持在0mm O H 2,高了炉门缝冒烟尘，低了膛内出现负压降低温度。若
维持在10 mm O
，节能20%。
H
2
压力也是间接测量物位的手段，用孔板测量流量仅能产生差压，而这个差压考压力检测的方法来测取才能最终求出流量。液面的高度可以靠测取压力的大小来表示。
总之，压力检测是一般成产过程所不可缺少的环节，只有按工艺要求保持压力的稳定，才能维持生产的正常进行。所以压力准确测量在实际过程是非常重要的，压力传感器应用很广泛。
目录 摘要 (1) Abstract (1) 1 光电效应的概念 (1) 1.1光电导效应 (2) 1.2光生伏特效应 (2) 2 光电效应的实验规律 (2) 3 光电效应和经典理论的矛盾处 (3) 4 光电效应的科学解释 (3) 5 光电效应的物理意义 (3) 6光电效应在近代技术中的应用 (4) 6.1常用的光电器件 (4) 6.2常用光电器件的检测 (5) 结语 (6) 参考文献 (6)
光电效应及其应用 摘要:本文介绍了光电效应的发现及发展，简要叙述了爱因斯坦的光量子假说对光电效应的解释及通过实验来验证了爱因斯坦的光量子假说对光电效应解释的正确性。并介绍了光电效应在现代科学技术中的应用。 关键词:光电效应；光量子；频率；相对论 The photoelectric effect and its application Absract：This passage introduce the discovery and development of photo-electr- ic effect, it brief introduce Einstein's light quanta hypothesis's contribute to explainin- g photo-electric effect and theory physics，it also introduce the application of photo-electric effect in modern scientific technology. Key words：Photoelectric effect；Light quantum；Frequency；Theory of Relativity 引言 光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。 光照射到某些物质上，有电子从物质表面发射出来的现象称之为光电效应（Photoelectric effect）。这一现象最早是1887年赫兹在实验研究麦克斯韦电磁理论时偶然发现的。之后霍尔瓦克斯、J·J·汤姆孙、勒纳德分别对这种现象进行了系统研究，命名为光电效应，并得出一些实验规律。1905年，爱因斯坦在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》一文中，用光量子理论对光电效应进行了全面的解释。1916年，美国科学家密立根通过精密的定量实验证明了爱因斯坦的理论解释，从而也证明了光量子理论，使其逐渐地被人们所接受。 1 光电效应的概念 光电效应分为：外光电效应和内光电效应。光电效应中多数金属中的光电子 )逸出，不能从金属内深层逸出的结论。只能从靠近金属表面内的浅层(小于m
本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下： 一、单项选择题(只有一个选项正确，共26道小题) 1. 考虑力对物体作用的运动效应和变形效应，力是。 (A) 滑动矢量 (B) 自由矢量 (C) 定位矢量 正确答案：C 解答参考： 2. 考虑力对物体作用的运动效应，力是。 (A) 滑动矢量 (B) 自由矢量 (C) 定位矢量 正确答案：A 解答参考： 3. 图示中的两个力，则刚体处于。 (A) 平衡 (B) 不平衡 (C) 不能确定 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考： 4.
作用力的大小等于100N，则其反作用力的大小为。 (A) (B) (C) 不能确定 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考： 5. 力的可传性原理只适用于。 (A) 刚体 (B) 变形体 (C) 刚体和变形体 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：A 解答参考： 6. 图示结构，各杆自重不计，则杆BC是。
(A) 二力杆 (B) 不能确定 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：A 解答参考： 7. 图示作用于三角架的杆AB中点处的铅垂力如果沿其作用线移动到杆BC的中点，那么A、C处支座的约束力的方向。 (A) 不改变 (B) 改变 (C) 不能确定 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考： 8.
图示构架ABC中，力作用在销钉C上，则销钉C对杆AC的作用力与销钉C对杆B C的作用力。 (A) 等值、反向、共线 (B) 分别沿AC和BC (C) 不能确定 你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确] 正确答案：B 解答参考： 9. 如图所示，物体处于平衡，，自重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图。 (A) 正确 (B) 不正确
机械力化学效应及应用 机械力化学效应是通过对物质施加机械力而引起物质发生结构及物理化学性质变化的过程，以下是小编搜集整理的一篇探究机械力化学效应的论文范文，供大家阅读参考。 ：简述了机械力化学的概念、化学效应及其作用机理，介绍了机械力化学在矿物活化与改性、纳米材料制备、高分子材料合成、有毒废物处理等方面的应用。 20世纪20年代~50年代，德国学者W.Osywald从分类学的角度提出了以机械方式诱发化学反应的学科―机械力化学(mechanochemisty)。1962年奥地利学者K.Peters在第一届欧洲粉碎会议上首次发表了题为《机械力化学反应》的论文，把机械力化学定义为：“物质受机械力的作用而发生化学变化或者物理化学变化的现象”。如今，机械力化学被认为是关于施加于固体、液体和气体物质上的各种形式的机械能―如压缩、剪切、冲击、摩擦、拉伸、弯曲等引起的物质物理化学性质变化等一系列的化学现象。如研磨HgCl2时观察到少量Cl2逸出，粉碎碳酸盐时有二氧化碳气体产生，石膏细磨时脱水，石英受冲击后无定形化等，这些都是典型的机械力化学反应。 1机械力化学效应 机械力化学效应是通过对物质施加机械力而引起物质
发生结构及物理化学性质变化的过程。在机械力的不断作用下，起始阶段主要是物质颗粒尺寸的减小和比表面积的增大，但是达到一定程度后，由于小颗粒的聚集而出现粉磨平衡，但并不意味着粉磨过程中粉体的性质不变，事实上它会发生诸多的机械力化学效应。 1.1晶体结构的变化 在超细粉碎过程中，随着机械力的持续作用，矿物的晶体结构和性质会发生多种变化，如颗粒表面层离子的极化变形与重排，使粉体表面结构产生晶格缺陷、晶格畸变、晶型转变、结晶程度降低甚至无定形化等。例如 γ-Fe2O3→α-Fe2O3 石英→硅石 晶型转变是压力和剪切力共同作用的结果。它使物质不断吸收和积累能量，提供了晶型转变所需的热力学条件，产生晶格形变和缺陷，使之向产物结构转变。 1.2物质物理化学性质的变化 机械力作用引起物质颗粒细化、产生裂纹、比表面积增加等。这些变化最终会引起物质的分散度、溶解度、溶解速率、密度、吸附性、导电性、催化性、烧结性、离子交换能力和置换能力、表面自由能等理化性质的改变。如粘土矿物经过超细磨后，可产生具有非饱和剩余电荷的活性点，导致高岭土的离子交换容量、吸附量、膨胀指数、溶解度、反应
压阻式压力传感器 利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量（如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度）的测量和控制（见加速度计）。 压阻效应当力作用于硅晶体时，晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异，因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计（见电阻应变计），前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化，后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化（应变），而且前者的灵敏度比后者大50～100倍。 压阻式压力传感器的结构这种传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅压阻芯片,并将此芯片的周边固定封装于外壳之内，引出电极引线。压阻式压力传感器又称为固态压力传感器，它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力，而是直接通过硅膜片感受被测压力的。硅膜片的一面是与被测压力连通的高压腔，另一面是与大气连通的低压腔。硅膜片一般设计成周边固支的圆形，直径与厚度比约为20～60。在圆形硅膜片(N型)定域扩散4条P杂质电阻条,并接成全桥，其中两条位于压应力区，另两条处于拉应力区，相对于膜片中心对称。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上扩散制作电阻条，两条受拉应力的电阻条与另两条受压应力的电阻条构成全桥。 发展状况1954年C.S.史密斯详细研究了硅的压阻效应，从此开始用硅制造压力传感器。早期的硅压力传感器是半导体应变计式的。后来在N型硅片上定域扩散P型杂质形成电阻条，并接成电桥,制成芯片。此芯片仍需粘贴在弹性元件上才能敏感压力的变化。采用这种芯片作为敏感元件的传感器称为扩散型压力传感器。这两种传感器都同样采用粘片结构，因而存在滞后和蠕变大、固有频率低、不适于动态测量以及难于小型化和集成化、精度不高等缺点。70年代以来制成了周边固定支撑的电阻和硅膜片的一体化硅杯式扩散型压力传感器。它不仅克服了粘片结构的固有缺陷，而且能将电阻条、补偿电路和信号调整电路集成在一块硅片上，甚至将微型处理器与传感器集成在一起，制成智能传感器（见单片微型计算机）。这种新型传感器的优点是:①频率响应高(例如有的产品固有频率达1.5兆赫以上),适于动态测量;②体积小（例如有的产品外径可达0.25毫米），适于微型化；③精度高，可
热点4 力学三大观点的应用 [热点分析] 力学问题力要清，力的三种时空效应更要清．即力的瞬时效应产生加速度，是速度变化的原因；力的时间积累效应产生冲量，是动量变化的原因；力的空间位移积累做功，是动能变化的原因．力的三种时空效应是开启力学问题、力电问题、乃至整个高中物理问题的三把金钥匙．解力学题一定要牢记力学的三大观点，即力的观点(牛顿第二定律)，能量的观点(动能定理、能量守恒定律)，动量的观点(动量定理、动量守恒定律)，这必将是2018高考重点考查的主干知识． 如图所示，内壁粗糙、半径R ＝0.4 m 的四分之一圆弧轨道AB 在最低点B 与光滑水平轨道BC 相切．质量m 2＝0.2 kg 的小球b 左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量m 1＝0.2 kg 的小球a 自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点B 时对轨道的压力为小球a 重力的2倍．忽略空气阻力，重力加速度g ＝10 m/s 2 .求： (1)小球a 由A 点运动到B 点的过程中，摩擦力做的功W f ； (2)小球a 通过弹簧与小球b 相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能E p ； (3)小球a 通过弹簧与小球b 相互作用的整个过程中，弹簧对小球b 的冲量I 的大小． [解析] (1)小球由静止释放到最低点B 的过程中，根据动能定理得：m 1gR ＋W f ＝12 m 1v 21， 小球在最低点B ，根据牛顿第二定律得：F N －m 1g ＝m 1v 2 1R ， 联立可得：W f ＝－0.4 J. (2)小球a 与小球b 通过弹簧相互作用，达到共同速度v 2时弹簧具有最大弹性势能，此过程中，由动量守恒定律： m 1v 1＝(m 1＋m 2)v 2， 由能量守恒定律：12m 1v 21＝12 (m 1＋m 2)v 22＋E p 联立可得：E p ＝0.2 J. (3)小球a 与小球b 通过弹簧相互作用的整个过程中，a 球最终速度为v 3，b 球最终速度
多普勒效应及其应用 姓名：许涛班级：应物二班学号：20143444 天津理工大学理学院 摘要:在多普勒效应中有多普勒频移产生,并且与波源和观测者的相对运动情况有关,以此为基础讨论了多普勒效应在卫星定位、医学诊断、气象探测中的应用。 关键词:多普勒效应;定位;测速。 引言： 在日常生活中,人们都有这样的经验,火车汽笛的音调,在火车接近观察者时比其远离观察者时高.此现象就是多普勒效应.它是由奥地利物理学家多普勒于1842年首先发现的.多普勒效应是波动过程的共同特征.光波(电磁波)也有多普勒效应,并于1938年得到证实.此效应在卫星定位、医学诊断、气象探测等许多领域有着广泛的应用。 多普勒效应及其表达式 由于波源和接收器(或观察者)的相对运动,使观测到的频率与波源的实际频率出现差别.这种现象称为多普勒效应。 机械波多普勒效应的普遍公式 设波源S发出的波在媒质中的传播速度为v、频率为fS,接受器R接收到的频率为fR,以媒质为参考系,波源与接收器相对于媒质的运动速度分别为uS和uR,uS和uR与波源和接收器连线的夹角分别为θS和θR,如图1所示.此时可以推导得到 fR= v+uRcosθR /v-uScosθS fS. (1) 此式为波源和接收器沿任意方向彼此接近时的多普勒效应公式.如果波源和接收器沿任意方向彼此远离时如图2所示,同理可推导出 fR=v-uRcosθR /v+uScosθS fS. (2) (1)、(2)两式就是机械波多普勒效应的普遍公式,由两式我们可以得到诸如S 和R在同一直线上运动时多普勒效应各公式的表示形式.由此可以看出多普勒效应不但与波源S和接收器R的运动速度有关,而且还与S和R的相对位置有关。 1.2 光波(电磁波)多普勒效应的普遍公式 因为光波(电磁波)的传播不依赖弹性介质,它与机械波需要靠媒质而传播有所不同,所以公式 (1)和(2)对光波(电磁波)不再适用.但是从理论上我们可以推证出光波的多普勒效应公式.若光源发出光波的频率记作f0,观测者测得该光的频率为f,通过计算可得: f=f0√（1-β) /1-βcosθ. (3) 其中,β= v c ,c为真空中的光度,v为光源相对于观测者的运动速度,θ为光源
70．力的两个效应和电流的三个效应 主题： 力有两个效应：物体的加速度和形变。电流有三个效应：热效应、磁效应和化学效应。 缺点： 上述分类可以在中学物理教科书中找到。为了弄清楚有关问题，我们来比较上面所引用的这两句话。这种比较并不是牵强附会，因为力也是一种流，是动量流。因此，这是关于流的效应的分类：在第一种情况中是指动量流的效应，在第二种情况中是指电流的效应。通过这样的比较，我们就可以看出上述分类的不一致性了。 1．我们先来看力的第一个效应：加速度。我们也可以这样来表示这种效应：作用在一个物体上的力可以改变它的动量。对于电流我们可以这样来说：流进物体（或从物体流出）的电流导致物体的电荷量发生变化。这一表述当然是对的。但为什么没有把它作为电流的一个效应？这个效应太显然了，没必要这样来强调。照这样说来，力的加速度效应也没必要这样来强调。当动量进入物体而没有马上流出时，物体中必然会积累动量。 2．下面我们来讨论电流的热效应。不仅仅只有电流会产生热，动量流（力）也会产生热（摩擦生热）。那为什么不把它作为力（动量流）的一个效应？ 3．流的效应还远不至这些。力还有电效应（压电效应）、光效应（双折射）等。电流也有光效应（在LED中发生）、制冷效应（在珀尔帖元件中发生）等。 总之，我们可以这样说，上面所引用的两句话并没有完全描述这两种流的特征，并没有将这两种流的所有效应列出来，所列出的效应也并不是最重要的。总而言之，这种分类具有很大的随意性。 历史： 由于力学和电学是相对独立地发展起来的，因而人们在这两门学科中建立了不同的模型和教学习惯。相对于电荷守恒来说，我们对动量守恒（以牛顿定律的形式）太重视了。相反，我们把力学中的摩擦描绘成一种现象，这跟“电摩擦”（电阻）相比，只能削弱力学的重要性。 建议： 1．抛弃力（动量流）的加速度效应，或把电流的“电荷效应”也列入其中。但我们
鲶鱼效应 出自 MBA智库百科(https://www.doczj.com/doc/137119718.html,/) 鲶鱼效应(Catfish Effect)，也称鲇鱼效应(Weever Effect) 什么是鲶鱼效应 挪威人爱吃沙丁鱼，尤其是活鱼，挪威人在海上捕得沙丁鱼后，如果能让他活着抵港，卖价就会比死鱼高好几倍。但是，由于沙丁鱼生性懒惰，不爱运动，返航的路途又很长，因此捕捞到的沙丁鱼往往一回到码头就死了，即使有些活的，也是奄奄一息。只有一位渔民的沙丁鱼总是活的，而且很生猛，所以他赚的钱也比别人的多。该渔民严守成功秘密，直到他死后，人们才打开他的鱼槽，发现只不过是多了一条鲶鱼。原来鲶鱼以鱼为主要食物,装入鱼槽后，由于环境陌生，就会四处游动，而沙丁鱼发现这一异已分子后，也会紧张起来，加速游动，如此一来，沙丁鱼便活着回到港口。这就是所谓的“鲶鱼效应”。运用这一效应，通过个体的“中途介入”，对群体起到竞争作用，它符合人才管理的运行机制。 目前，一些机关单位实行的公开招考和竞争上岗，就是很好的典型。这种方法能够使人产生危机感从而更好地工作。同样的，大部分失败的公司，事先都有一些征兆显示已经出了问题，然而即使有少数管理者已略微察觉这些现象，也不太留意。如：企业的气氛沉闷，缺乏压力，管理层安闲舒适，员工充满惰性，一些真正具有能力和潜力的人员则得不到充分发挥才能的机会，他们或者离开公司，或者被无谓地浪费掉，企业慢慢地失去生机。 鲶鱼效应的表现 “鲶鱼效应”是企业领导层激发员工活力的有效措施之一。它表现在两方面： 目录 ? 1什么是鲶鱼效应? 2鲶鱼效应的表现? 3鲶鱼效应的利与弊[1]? 4鲶鱼效应的副作用?5 鲶鱼效应的应用分析? 5.1案例一：鲶鱼效应在领导艺术中的运用[2]? 5.2案例二：本田公司企业管理的“鲶鱼”效应? 5.3案例三：管理中“鲶鱼效应“式的员工激励?6参考文献管理定律
(1) 1 dR d R dA A 四种压力传感器的基本工作原理及特点 一：电阻应变式传感器 1 1电阻应变式传感器定义 被测的动态压力作用在弹性敏感元件上， 使它产生变形，在其变形的部位粘 贴有电阻应变片，电阻应变片感受动态压力的变化，按这种原理设计的传感器称 为电阻应变式压力传感器。 1.2电阻应变式传感器的工作原理 电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片 箔式应变片是以厚度为0.002―― 0.008mm 的金属箔片作为敏感栅材料，，箔 栅宽度为0.003――0.008mm 。丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝 （直 径0. 015--0. 05mm ），平行地排成栅形（一般2――40条），电阻值60――200 ?， 通常为 120 ?，牢贴在薄纸片上，电阻纸两端焊有引出线，表面覆一层薄纸，即 制成了纸基的电阻丝式应变片。测量时，用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于 待测的弹性敏感元件表面上，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时， 电阻片 也跟随变形。如下图所示。B 为栅宽，L 为基长。 I 绘式应吏片 b ）笹式应变片 材料的电阻变化率由下式决定:
式中; R—材料电阻2
3 —材料电阻率 由材料力学知识得; K —金属电阻应变片的敏感度系数 式中K 对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数，将微分 dR 、dL 改写成增 量出、/L,可得 由式(2)可知，当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形 而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出，从而得到了 ZR 的变化，也就得 到了动态压力的变化，基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。 1.3电阻应变式传感器的分类及特点 「测低压用的膜片式压力传感器 常用的电阻应变式压力传感器包括彳测中压用的膜片一一应变筒式压力传感器 -测高压用 的应变筒式压力传感器 1.3.1膜片一一应变筒式压力传感器的特点 该传感器的特点是具有 较高的强度和抗冲击稳定性，具有优良的静态特性、 动态特性和较高的自震频率，可达30khz 以上，测量的上限压力可达到9.6mp a 。 适于测量高频脉动压力，又加上强制水冷却。也适于高温下的动态压力测量，如 火箭发动机的压力测量，内燃机、压气机等的压力测量。 1.3.2膜片式应变压力传咸器的特点 A 这种膜片式应变压力传感器不宜测量较大的压力，当变形大时，非线性 较大。但小压力测量中由于变形很小，非线性误差可小于 0.5%，同时又有较高 的灵敏度，因此在冲击波的测量中，国内外都用过这种膜片式压力传感器。 B 这种传感器与膜片一应变筒式压力传感器相比， 自振频率较低，因此在低dR "R [(1 2 ) C(1 2 )]
穆斯堡尔效应及其应用 摘要：穆斯堡尔效应是现代核物理技术的核心理论，也是解决空间测距精确程度的重要方法。本文具体而清晰地阐述了穆斯堡尔效应及应用形式，也对相应的科学领域进行了针对性的概述。 关键词：穆斯堡尔效应γ光子发射谱吸收谱 一.引言 在1958年由德国青年物理学家穆斯堡尔首次发现由γ射线所发出的一种共振荧光现象，后来人们把这一种现象称为无反冲γ射线共振吸收效应又称穆斯堡尔效应。这一效应发现之后马上引起了物理学界以及与物理学相关的科学界的重视，很快成为跨学科多门类的新兴技术，渗透到了物理学中的核物理、点阵动力学、超导物理、磁学；化学中的化学键、化合物的结构、催化；以及地质学、生物学、医学、工学、人文科学甚至到考古学、美术学都有广泛的应用。换句话说，只要是与物质结构微观结构有关的研究学科，都有穆斯堡尔效应的踪迹。因此，穆斯堡尔效应的应用探究直到现在仍然是一个十分重要的研究领域。 穆斯堡尔在完成他的硕士论文时首次观察了191Os经过β衰变成191Ir 以及187Re、177Hf、188Er等原子核无反冲γ共振吸收现象。本文阐述穆斯堡尔效应之后，对穆斯堡尔效应的具体应用分几个方面进行阐述，现代很多技术都与穆斯堡尔效应有关，这一结果是十分令人满意的。 二.穆斯堡尔效应的理论诠释 一个处于静止状态的自由原子核，根据动量守恒定律，释放一个γ光子时，将受到一个反冲动量，反冲动量为：
P=mv=h c ν （1） 所以：R E =12m 2 v =22m p =22 2m E c （2） 式中：m 为原子核的质量 E 为释放γ光子的能量 c 为真空的光速 这个动量应该由原子核的跃迁所释放的能量021E E E =-来提供，所以 发射γ光子所需要的能量为： ·￠E =h ν=0R E E -=22 02m E E c - (3) 我们使发射谱线的中心发生偏移，使谱线不在0E 处，而在0R E E -处。 如果一个原子核发射的γ射线的有一个反冲，发出的γ射线相应的能量就会减少一部分：10R E E E -= 另外一个吸收的原子核也具有一个反冲能量，所以，要产生共振荧光现象就应该提供相应的能量：20R E E E -= 这样会导致发射谱和吸收谱产生相差为2R E 的距离，如图1； 图1； 原子核吸收γ光子的过程，同时也会获得光子所发射的反冲能量 2 22R m E E c =，这种反冲动量一定是入射光子提供的，则：
实验二压阻式压力传感器的压力测量实验 一、实验目的： 了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。 二、基本原理： 扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条，接成电桥。在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，我们把这一变化引入测量电路，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。 图一压阻式压力传感器压力测量实验 三、需用器件与单元： 主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。 四、实验步骤： 1、将压力传感器安装在实验模板的支架上，根据图二连接管路和电路（主机箱内的气源部分，压缩泵、贮气箱、流量计已接好）。引压胶管一端插入主机箱面板上气源的快速接口中（注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压，则可轻松拉出），另一端口与压力传感器相连。压力传感器引线为4芯线： 1端接地线，2端为U0＋，3端接＋4V电源， 4端为Uo－，接线见图9-2。
2、实验模板上R W2用于调节放大器零位，R W1 调节放大器增益。按图9-2将实 验模板的放大器输出V02接到主机箱(电压表)的Vin插孔，将主机箱中的显示选 择开关拨到2V档，合上主机箱电源开关，R W1 旋到满度的1／3位置(即逆时针旋 到底再顺时针旋2圈)，仔细调节R W2 使主机箱电压表显示为零。 3、输入气压，压力上升到4Kpa左右时调节调节Rw2（低限调节），，使电压表显示为相应的0.4V左右。再仔细地反复调节旋钮使压力上升到19Kpa左右时调节差动放大器的增益电位器Rw1（高限调节），使电压表相应显示1.9V左右。 4、再使压力慢慢下降到4Kpa，调节差动放大器的调零电位器，使电压表显示为相应的0.400V。再仔细地反复调节汽源使压力上升到19Kpa时调节差动放大器的增益电位器，使电压表相应显示1.900V。 5、重复步骤4过程，直到认为已足够精度时仔细地逐步调节流量计旋钮，使压力在4－19KPa之间变化，每上升3KPa气压分别读取电压表读数，将数值列于表1。 作业： 1、画出实验曲线，并计算本系统的灵敏度和非线性误差。实验完毕，关闭所有电源。
压力变送器的工作原理 压力变送器的工作原理 压力变送器主要由测压元件传感器（也称作压力传感器）、放大电路和支持结构件三类组成。它能将测压元件传感器测量到的气体、液体等物理压力参数变化转换成电信号(如4~20mA等)，以提供指示报警仪、记载仪、调理器等二次仪表进行显示、指示和调整。 压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力，然后转换为成4～20mA 信号输出。 压差变送器也称差压变送器，主要由测压元件传感器、模块电路、显示表头、表壳和过程连接件等组成。它能将接收的气体、液体等压力差信号转变成标准的电流电压信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。 差压变送器根据测压范围可分成一般压力变送器（0.001MPa～20MPA）和微差压变送器（0～30kPa）两种。 差压变送器的测量原理是：流程压力和参考压力分别作用于集成硅压力敏感元件的两端，其差压使硅片变形（位移很小，仅μm级），以使硅片上用半导体技术制成的全动态惠斯登电桥在外部电流源驱动下输出正比于压力的mV级电压信号。由于硅材料的强性极佳，所以输出信号的线性度及变差指标均很高。工作时，压力变送器将被测物理量转换成mV级的 电压信号，并送往放大倍数很高而又可以互相抵消温度漂移的差动式放大器。放大后的信号经电压电流转换变换成相应的电流信号，再经过非线性校正，最后产生与输入压力成线性对应关系的标准电流电压信号。 压力传感器工作原理 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用 1 、应变片压力传感器原理与应用 力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式
求解力学问题的三把金钥匙—— 力的三种效应及应用 力学是物理学的基础和重要的组成部分，在中学物理教材中，力学知识的核心可以概括为力的三种效应即力的瞬时效应、力的时间积累效应、力的空间积累效应。力的这三种效应从三个不同的视角揭示了自然界中最普遍的现象之一---运动现象的内在本质及其遵循的规律，为力学问题的解决提供了三种求解方法。下面就力的三种效应及其应用做以粗浅探讨： 1、力的瞬时效应：牛顿第二定律的微分形式为d(mv)/dt=F, mv表示物体的“运动量”，简称动量，d(mv)/dt为动量对时间求导，即动量随时间改变的快慢程度。在宏观、低速情况下，物体的质量m为定值，d(mv)/dt可写作mdv/dt，dv/dt为速度对时间求导，即速度随时间改变地快慢程度——加速度；如果物体做匀变速运动，加速度为恒量，记做dv/dt=a,则d(mv)/dt=F可写作ma=F，该式就是中学物理教材中牛顿第二定律的数表达式。F=ma给出了力F与加速度a的瞬时定量关系，称为力的瞬时效应。应用中可以从物体的受力分析出发，求出物体的加速度a，进而求解位移s、速度v等运动学问题；也可以从分析物体的运动情况出发，求出物体的加速度，进而解决物体的受力问题。 2、力的时间积累效应：力的时间积累效应就是求力F对时间t的积分，由d(mv)/dt=F可得Fdt=mdv 则有?Fdt=?mdv 即?Fdt=mv2-mv1 当F为恒力时有F(t2– t1 )= m(v2– v1 ) 即F△t = m△V 这就是动量定理：在一段时间内物体动量的变化（m△V），等于物体在同一时间内所受外力的冲量（F△t）。力的时间积累效应在应用中与力的瞬时效应的应用类似，也是双向的。 3、力的空间积累效应：力的时间积累效应就是求力对位移的积分，其微分形式为Fds ，由d(mv)/dt=F可得 Fds = d(mv)ds/dt ，又ds/dt = v 则有Fds = vd (mv) , 对其积分?Fds =?vd(mv) 当F为恒力时有F(s2 – s1) = m(v22 – v12)/2 这就是动能定理：物体动能的增加，等于外力对物体所做的功。力的空间积累效应在应用中也是双向的。 应用举例： 例、机场上空的飞鸟会对飞机安全构成严重威胁。某架以300m/s速度沿水平方向飞行的飞机，突然与空中一只飞行速度可忽略不计的飞鸟相撞，这只飞鸟的质量约为1kg，飞鸟沿飞机飞行方向的长度约30cm，相撞后飞鸟的残骸全部“粘贴”在飞机身上,则飞鸟撞击飞机的平均冲力是N。分析：从题中可提取的信息有： 飞机的速度V=300m/s， 小鸟的初速度v0=o、末速度v t=300m/s
力的效应探究 陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室邢彦君 力是物理学中最常见的物理量，几乎所有的物理现象都与力有关。探讨力的效应，搞清力与作用效果间的关系，对学习物理是十分必要的。 一、力的放大效应 如图1所示，将一个力F分解为与F夹角均为α的两个力，由平行四边形定则有： F1=F2=，由此式可看出，只要α60o，则F1>F，若α接近90o，则F1 引起形变的外力的反作用力──弹力。因此胡克定律也可叙述为：弹簧的弹力与弹簧的形变（伸长量或缩短量）成正比。其中的比例系数由弹簧自身因素决定，叫弹簧的劲度系数。用 公式表示就是：F=k。 弹簧有了形变，就会具有弹性势能，这个势能的大小与形变有关，用公式表示就是： 。因此，弹簧发生形变的过程也就是外界物体的其他形式的能与弹簧的弹性势能相互转化的过程。这就是力的形变效应。 例2质量为ｍ的木块（可视为质点）与劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端与固定在足够大的光滑水平桌面上的挡板相连。木块的右边与一细线连接，细线绕过质量不计的光滑定滑轮，木块处于静止状态，在下列情况下弹簧均处于弹性限度内。不计空气阻力及线的形变，重力加速度为g。 如图甲所示，在线的另一端施加一竖直向下的恒力F，木块离开初始位置O由静止开始向右运动，弹簧发生伸长形变，已知木块通过P点时速度大小为ｖ，加速度大小为A。方向向右。如果在线的另一端不是施加恒力F，而是悬挂一个质量为M的钩码，如图乙所示，还是在木块处在O点时，由静止释放钩码M。求：这次木块通过P点时的速度大小。 分析与求解：设OP间距为x，则木块经过P点时，弹簧的伸长量亦为x，此时木块受恒定拉力F和弹簧的弹力f的作用，由胡克定律有：，由牛顿第二定律有：。设此时弹簧的势能为E，由能的转化和守恒定律知，木块两次从开始运动到经过p点，分别 有：，。解以上四式得悬挂钩码时，木块通过P 点时的速度大小为：。 三、力的瞬时效应 MEMS压力传感器原理与应用 摘要：简述MEMS压力传感器的结构与工作原理，以及应用技术，MEMS压力传感器Die的设计、生产成本分析，从系统应用到销售链。 关键词：MEMS压力传感器 惠斯顿电桥 硅薄膜应力杯 硅压阻式压力传感器硅电容式压力传感器 MEMS（微电子机械系统）是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。 MEMS压力传感器可以用类似集成电路（IC）设计技术和制造工艺，进行高精度、低成本的大批量生产，从而为消费电子和工业过程控制产品用低廉的成本大量使用MEMS传感器打开方便之门，使压力控制变得简单易用和智能化。传统的机械量压力传感器是基于金属弹性体受力变形，由机械量弹性变形到电量转换输出，因此它不可能如MEMS压力传感器那样做得像IC那么微小，成本也远远高于MEMS压力传感器。相对于传统的机械量传感器，MEMS压力传感器的尺寸更小，最大的不超过1cm，使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。 MEMS压力传感器原理 目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者 都是在硅片上生成的微机械电子传感器。 硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的，具有较高的测量精度、较低的功耗，极低的成本。惠斯顿电桥的压阻式传感器，如无压力变化，其输出为零，几乎不耗电。其电原理如图1所示。硅压阻式压力传感器其应变片电桥的光刻版本如图2。 MEMS硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形的应力杯硅薄膜内壁，采用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电变换测量电路，将压力这个物理量直接变换成电量，其测量精度能达0.01%～0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构如图3所示，上下二层是玻璃体，中间是硅片，硅片中部做成一应力杯，其应力硅薄膜上部有一真空 四种压力传感器的基本工作原理及特点 一：电阻应变式传感器 1 1电阻应变式传感器定义 被测的动态压力作用在弹性敏感元件上，使它产生变形，在其变形的部位粘贴有电阻应变片，电阻应变片感受动态压力的变化，按这种原理设计的传感器称为电阻应变式压力传感器。 1.2 电阻应变式传感器的工作原理 电阻应变式传感器所粘贴的金属电阻应变片主要有丝式应变片与箔式应变片。 箔式应变片是以厚度为0.002——0.008mm 的金属箔片作为敏感栅材料，，箔栅宽度为0.003——0.008mm 。丝式应变片是由一根具有高电阻系数的电阻丝(直径0．015--0．05mm)，平行地排成栅形(一般2——40条)，电阻值60——200 ?，通常为120 ?，牢贴在薄纸片上，电阻纸两端焊有引出线，表面覆一层薄纸，即制成了纸基的电阻丝式应变片。测量时，用特制的胶水将金属电阻应变片粘贴于待测的弹性敏感元件表面上，弹性敏感元件随着动态压力而产生变形时，电阻片也跟随变形。如下图所示。B 为栅宽，L 为基长。 材料的电阻变化率由下式决定： d d d R A R A ρρ=+ （1） 式中； R —材料电阻 由材料力学知识得； [(12)(12)]dR R C K μμεε=++-= (2) K —金属电阻应变片的敏感度系数 式中K 对于确定购金属材料在一定的范围内为一常数，将微分dR 、dL 改写成增量ΔR 、ΔL,可得 R L K K R L ε??== (3) 由式(2)可知，当弹性敏感元件受到动态压力作用后随之产生相应的变形ε,而形应变值可由丝式应变片或箔式应变片测出，从而得到了ΔR 的变化，也就得到了动态压力的变化，基于这种应变效应的原理实现了动态压力的测量。 1.3电阻应变式传感器的分类及特点 测低压用的膜片式压力传感器 常用的电阻应变式压力传感器包括 测中压用的膜片——应变筒式压力传感器 测高压用的应变筒式压力传感器 1.3.1膜片——应变筒式压力传感器的特点 该传感器的特点是具有较高的强度和抗冲击稳定性，具有优良的静态特性、动态特性和较高的自震频率，可达30khz 以上，测量的上限压力可达到9.6mp a 。适于测量高频脉动压力，又加上强制水冷却。也适于高温下的动态压力测量，如火箭发动机的压力测量，内燃机、压气机等的压力测量。 1.3.2 膜片式应变压力传咸器的特点 A 这种膜片式应变压力传感器不宜测量较大的压力，当变形大时，非线性较大。但小压力测量中由于变形很小，非线性误差可小于0.5％，同时又有较高的灵敏度，因此在冲击波的测量中，国内外都用过这种膜片式压力传感器。 B 这种传感器与膜片—应变筒式压力传感器相比，自振频率较低，因此在低ρ—材料电阻率 隧道效应及其应用 隧道效应定义是：隧道效应由微观粒子波动性所确定的量子效应，又称势垒贯穿。 1、势垒 在原子核衰变过程会放射出α粒子后变成另一种原子核。原子核表面有40 MeV 的势能，核内α粒子的能量约为 4~9 MeV ,能量较小的α粒子怎么会穿过那么高的势垒从核内放射出来？利用量子力学理论能够给出很好的解释。 表示核内 x <0 和核外 x >0,可以自由运动，而核表面 0 根据边界条件： 三个区间的薛定谔方程化 为： U U a o x I II III , 0)() (121212 ≤=+x x k dx x d ??a x x k dx x d ≤≤=+0, 0)() (2222 22??a x x k dx x d ≥=+, 0)() (321232 ?? 若考虑粒子是从 I 区入射，在 I 区中有入射波和反射波；粒子从II 区穿过势垒到III 区，在 II 区中同样有入射波和反射波，在III 区只有透射波。 上式分别代表三个平面波波函数。 只有透射波,C'=0。 )(3x ?其中 既有入射波又有反射波， )()(21x x ? ? 、0 ,)(111≤'+=-x e A Ae x x ik x ik ?a x e B Be x x ik x ik ≤≤'+=-0,)(222?a x e C Ce x x ik x ik ≥'+=-, )(113?) 0()0(21??=0201|) (|)(===x x dx x d dx x d ??) ()(3 2a a ??=a x a x dx x d dx x d ===|)(|)(32??B B A A ' +='+2211k B Bk k A Ak '-='-a ik a ik a ik ce e B Be 122='+-a ik a ik a ik e ck e k B e Bk 122122='+- 第二节压阻式传感器 固体受到作用力后，电阻率就要发生变化，这种效应称为压阻效应。半导体材料的这种效应特别强。利用半导体材料做成的压阻式传感器有两种类型：一种是利用半导体材料的体电阻做成的粘贴式应变片；另一类是在半导体材料的基片上用集成电路工艺制成扩散电阻，称扩散型压阻传感器。压阻式传感器的灵敏系数大，分辨率高。频率响应高，体积小。它主要用于测量压力、加速度和载荷参数。 因为半导体材料对温度很敏感，因此压阻式传感器的温度误差较大，必须要有温度补偿。 1.基本工作原理 根据式（2－3） 式中，项，对金属材料，其值很小，可以忽略不计，对半导体材料， 项很大，半导体电阻率的变化为 (2－22) 式中为沿某晶向的压阻系数，σ为应力，为半导体材料的弹性模量。如半导体硅材料，, ，则 ，此例表明，半导体材料的灵敏系数比金属应变片灵敏系数(1＋2μ)大很多。可近似认为。 半导体电阻材料有结晶的硅和锗，掺入杂质形成P型和N型半导体。其压阻效应是因在外力作用下，原子点阵排列发生变化，导致载流子迁移率及浓度发生变化而形成的。由于半导体（如单晶硅）是各向异性材料，因此它的压阻系数不仅与掺杂浓度、温度和材料类型有关，还与晶向有关。所谓晶向，就是晶面的法线方向。 晶向的表示方法有两种，一种是截距法，另一种是法线法。 1．截距法设单晶硅的晶轴坐标系为x、y、z， 如图2－29所示，某一晶面在轴上的截距分别为r、s、t (2－23) 1/r、1/s、1/t为截距倒数，用r、s、t的最小公倍数分别相乘，获得三个没有公约数的整数a、b、c，这三个数称为密勒指数，用以表示晶向，记作〈a b c〉，某数（如a）为负数则记作〈 b c〉。例如图2－30(a)，截距为－2、－ 2、4，截距倒数为－、－、，密勒指数为〈1〉。图2－30(b)截距为 1、1、1，截距倒数仍为1、1、1，密勒指数为〈1 1 1〉。图2－30(c)中ABCD 面，截距分别为1、∞、∞，截距倒数为1、0、0，所以密勒指数为〈1 0 0〉。 2．法线法如图2－29所示，通过坐标原点O，作平面的法线OP，与x、y、z轴的夹角分别为α、β、γ。 (2－24) 第一章 一、判断题 1、力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。 （） 2、两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。（） 3、作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同， 大小相等，方向相反。（） 4、作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。（） 5、三力平衡定理指出：三力汇交于一点，则这三个力必然互相平衡。（） 6、约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。（） 7、作用力与反作用力是一对等值、反向、共线的平衡力。（） 8、力在力的作用线方向上可以任意移动而不改变力对物体的作用效果。（） 二、选择题 1．三力平衡定理是。 A 共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点； B 共面三力若平衡，必汇交于一点； C 三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。 2、简单起重设备如图所示，AB为摆杆，CD为绳索。在以下四种表述中，错的应是。 A CD只能承受拉力 B AB是三力平衡杆件 C 由三力平衡必定汇交于一点可知： 反力R A的方向是确定的 D CD既能承受拉力，也能承受压力 3、以下有关刚体的四种说法，正确的是。 A 处于平衡的物体都可视为刚体 B 变形小的物体都可视为刚体 C 自由飞行的物体都可视为刚体 D 在外力作用下，大小和形状看作不变的物体是刚体 4、物体在一个力系作用下，此时只能不会改变原力系对物体的外效应。 A 加上由二个力组成的力系 B 去掉由二个力组成的力系 C 加上或去掉由二个力组成的力系 D 加上或去掉另一平衡力系 5、人拉车前进时，人拉车的力与车拉人的力的大小关系为。 A 前者大于后者 B 前者小于后者 C 相等 D 可大可小 6．在下述原理、法则、定理中，只适用于刚体的有。 A 二力平衡原理； B 力的平行四边形法则；MEMS压力传感器原理与应用.
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隧道效应及其应用
压阻式压力传感器
力有两种作用效果
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