压阻式传感器资料

压阻式加速度传感器简介结构与原理压阻式加速度传感器的结构原理如下图所示，一质量块固定在悬臂梁的一端，而悬臂梁的另一端固定在传感器基座上，悬臂梁的上下两个面都贴有应变片并组成惠斯通电桥，质量块和悬臂梁的周围填充硅油等阻尼液，用以产生必要的阻尼力。

质量块的两边是限位块，它们的作用是保护传感器在过载时不致损坏。

被测物的运动导致与其固连的传感器基座的运动，基座又通过悬臂梁将此运动传递给质量块。

由于悬臂梁的刚度很大，所以质量块也会以同样的加速度运动，其产生的惯性力正比于加速度大小。

而此惯性力作用在悬臂梁的端部使之发生形变，从而引起其上的应变片电阻值变化。

在恒定电源的激励下，由应变片组成的电桥在就会产生与加速度成比例的电压输出信号。

MEMS压阻式加速度传感器随着微机电技术的发展，如今大多数压阻式加速度传感器都是采用的MEMS结构，即整个传感器的核心部件（质量块、悬臂梁和支架）都是由一个单晶硅蚀刻而成，直接在硅悬臂梁的根部扩散出电阻并形成惠斯通电桥。

MEMS压阻式加速度传感器与上文介绍的应变片式加速度传感器相比，除了体积小、坚固性好之外，还有灵敏度高的优点。

这主要是因为两者电阻变化的原理不同：应变片中的金属丝或金属箔在受力时其形状发生了变化，所以引起了电阻值小幅的改变；而硅材料在受力时，除了其形状发生变化外，更重要的是其材料特性发生了大的变化，所以引起了电阻值大幅的改变。

一个典型的金属丝或箔式应变计的应变系数大约是2.5，而硅材料的应变系数可达100。

另外，采用MEMS的加工技术，可以在同一硅片上制造出悬臂梁阵列（见下图），这就进一步提高了传感器的灵敏度、可靠性等。

特点与应用压阻式加速度传感器的输出阻抗低，输出电平高，内在噪声低，对电磁和静电干扰的敏感度低，所以易于进行信号调理。

它对底座应变和热瞬变不敏感，在承受大冲击加速度作用时零漂很小。

压阻式加速度传感器的一个最大优点就是工作频带很宽，并且频率响应可以低到零频（直流响应），因此可以用于低频振动的测量和持续时间长的冲击测量，如军工冲击波试验。

压阻式压力传感器工作原理
压阻式压力传感器工作原理是基于电阻的变化原理。

传感器内部含有一个薄膜，该薄膜上涂有导电层，形成一个电阻。

当传感器受到外部压力作用时，薄膜会发生微小的弯曲，导致导电层上电阻的改变。

具体来说，当外部压力增加时，薄膜的弯曲程度会增大，导致电阻的值随之增加。

而当外部压力减小时，薄膜会恢复原状，导致电阻的值随之减小。

这种电阻和压力之间的关系可以通过压力传感器的电路进行测量和转换。

一般情况下，压阻式压力传感器会和一个电桥电路结合使用。

电桥电路由四个电阻组成，其中一个电阻为压阻传感器的电阻，另外三个为已知电阻。

当系统施加一个恒定的电压到电桥上时，电桥会输出一个电压信号，该信号的大小与压阻传感器的电阻值相关。

通过测量和分析电桥的输出信号，就可以得到与外部压力关联的电阻值。

进一步，可以经过校准和转换，将电阻值转换为实际的压力数值。

总的来说，压阻式压力传感器通过测量导电层电阻的变化，实现对外部压力的检测和测量。

这种传感器具有结构简单、成本低廉、响应速度快等优点，广泛应用于各种工业领域和仪器设备中。

压阻式压力传感器1. 引言压阻式压力传感器是一种用于测量压力的传感器。

该传感器的工作原理是通过应变电阻的变化来检测受力物体的压力。

它广泛应用于工业控制、汽车制造等许多领域。

本文将介绍压阻式压力传感器的工作原理、特点以及应用。

2. 工作原理压阻式压力传感器的工作原理基于应变电阻效应。

当传感器受到压力作用时，传感器内的金属薄片或薄膜会发生形变，导致金属材料的电阻值发生变化。

通过测量电阻值的变化，我们可以得知受力物体的压力大小。

通常，压阻式压力传感器由两个电极之间夹着一层薄膜或薄片构成。

当压力作用在传感器上时，薄膜或薄片会发生拉伸或压缩，从而改变电流的通道，使电阻值发生变化。

这种变化可以被测量电路检测到并转换为相应的电压或电流信号。

3. 特点压阻式压力传感器具有以下特点：•灵敏度高：由于应变电阻效应是线性的，压阻式压力传感器在测量范围内具有较高的灵敏度。

•稳定性好：传感器内部的金属材料通常经过特殊处理，以增加其稳定性和可靠性。

•宽测量范围：压阻式压力传感器可以适应广泛的测量范围，从几千帕到几百兆帕不等。

•耐用性强：传感器通常采用金属或陶瓷材料制成，具有较好的耐用性。

4. 应用压阻式压力传感器在许多领域有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：4.1 工业控制压阻式压力传感器可用于测量流体压力，如液体或气体。

在工业控制中，压力传感器常被用于监测管道或容器中的压力变化，以确保系统正常运行。

4.2 汽车制造压阻式压力传感器在汽车制造中起着重要作用。

它们可用于测量发动机燃油压力、轮胎气压等数据，以确保汽车的安全性和性能。

4.3 医疗设备压阻式压力传感器在医疗设备中也有应用。

例如，它们可用于测量患者的血压、呼吸气道压力等数据，以协助医生进行诊断和治疗。

4.4 环境监测压阻式压力传感器可用于环境监测，如大气压力、海洋水深等数据的测量。

这些数据对于气象研究、海洋科学等领域非常重要。

5. 总结压阻式压力传感器是一种用于测量压力的重要传感器。

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 bc〉，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〉。

压阻式压力传感器的测量原理压阻式压力传感器是一种常见的压力测量装置，其测量原理基于材料的电阻随外力变形而发生变化。

该传感器结构简单，成本低廉，广泛应用于汽车、航空、航天、工业自动化等领域。

压阻式压力传感器的测量原理是基于材料的电阻随外力变形而发生变化。

在传感器中，通常采用金属片、金属箔或碳膜等电阻材料作为敏感元件。

当外力作用于该材料时，材料会发生微小的变形，从而导致其电阻值发生变化，通过测量电阻值的变化来反映外力的大小。

具体来说，当外力作用于电阻材料时，材料内部的导体排列会发生微小的变化，从而导致内部电阻的变化。

这种变化可以通过测量传感器两端的电压或电流来反映。

压阻式压力传感器的工作原理可以用以下公式表示：ΔR/R = K * ΔL/L其中，ΔR表示电阻值的变化量，R表示电阻值，K表示电阻材料的灵敏度，ΔL表示电阻材料的变形量，L表示电阻材料的长度。

可以看出，当外力作用于电阻材料时，电阻值的变化量与变形量成正比，而与材料的长度无关。

压阻式压力传感器的优点在于结构简单、成本低廉、响应速度快、适用范围广等。

其缺点在于精度相对较低，易受到温度和湿度的影响，需要进行温度和湿度的补偿。

在实际应用中，压阻式压力传感器通常需要经过校准才能获得准确的测量结果。

校准的过程包括确定灵敏度、线性度、重复性、稳定性等参数，并进行误差补偿和温度补偿等操作。

此外，传感器的安装位置和方式也会影响测量结果的准确性，因此需要进行合理的安装和布线。

压阻式压力传感器是一种常见的压力测量装置，其测量原理基于材料的电阻随外力变形而发生变化。

通过测量电阻值的变化量来反映外力的大小，具有结构简单、成本低廉、响应速度快、适用范围广等优点。

但其精度相对较低，易受到温度和湿度等环境因素的影响，需要进行校准和补偿。

压阻式压力传感器工作原理
压阻式压力传感器是一种常见的压力传感器，它可以将外界施
加在其上的压力转化为电信号输出，被广泛应用于工业自动化、汽
车电子、医疗器械等领域。

那么，压阻式压力传感器是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍其工作原理。

首先，压阻式压力传感器的核心部件是由敏感材料制成的压阻
薄膜。

当外界施加压力时，压阻薄膜会发生形变，从而改变其电阻值。

这种电阻值的变化与外界压力成正比，因此可以通过测量电阻
值的变化来间接测量外界压力的大小。

其次，压阻式压力传感器通常采用电桥电路来测量压阻薄膜的
电阻值变化。

电桥电路由四个电阻组成，当压阻薄膜的电阻值发生
变化时，会导致电桥电路中的电压变化。

通过测量这种电压变化，
就可以得到外界施加在压阻薄膜上的压力大小。

此外，为了提高测量精度，压阻式压力传感器通常还会配备温
度补偿电路。

由于压阻薄膜的电阻值受温度影响较大，为了消除温
度对测量结果的影响，温度补偿电路会实时监测传感器的工作温度，并根据温度变化来调整电路参数，以保证测量结果的准确性。

最后，压阻式压力传感器的输出信号通常为模拟信号，需要经过模数转换电路转换为数字信号，然后再通过数据处理单元进行处理，最终得到压力的数字化结果。

这样的数字化结果可以直接用于控制系统的反馈控制、数据采集和显示等应用。

总结一下，压阻式压力传感器的工作原理主要包括压阻薄膜的电阻值变化、电桥电路的测量、温度补偿和信号处理等环节。

通过这些环节的协同作用，压阻式压力传感器可以准确、稳定地将外界压力转化为电信号输出，为各种应用提供了可靠的压力测量手段。