实验 压阻式压力传感器的压力测量实验
传感器实验部分
实验一金属箔式应变片一一单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金届箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：：R/ R = K ;式中AR/R为电阻丝电阻的相对变化，K为应变灵敏系数，&=A l/l为电阻丝长度相对变化，金届箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位的受力状态变化，电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
单臂电桥输出电压U OI =EK&/4。
三、需用器件与单元：应变式传感器实验模块、应变式传感器、石去码、数显表、士5V电源、也V电源、万用表（自备）。
四、实验步骤：1、根据图1-1应变式传感器已装丁应变传感器模块上。
传感器中各应变片已接入模块的左上方的R l、R2、R3、R4O加热丝也接丁模块上，可用万用表进行测量判别，R1= R2= R3=R4=350Q，加热丝阻值为50 Q左右。
应变片托盘图1-1应变式传感器安装示意图2、接入模块电源i15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模块调节增益电位器RW3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上的数显表电压输入端Vi相连，调节实验模块上调零电位器R W4,使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。
关闭主控箱电源。
3、将应变式传感器的其中一个应变片 R 1 （即模块左上方的R i ）接入电桥作为一 个桥臂与R 5、R 6、R 7接成直流电桥（R 5、R 6、R 7模块内已连接好），接好电桥调零电 位器Rw i,接上桥路电源&V （从主控箱引入）如图1-2所示。
检查接线无误后，合 上主控箱电源开关。
调节 Rw i,使数显表显示为零。
O 。
加热4、在电子秤上放置一只石去码，读取数显表数值，依次增加石去码和读取相应的数显 表值，直到500g （或200g ）石去码加完。
压力传感器实验报告
压力传感器实验报告压力传感器实验报告引言：压力传感器是一种广泛应用于工业、医疗、航空等领域的传感器。
它能够将物体受力转化为电信号，并通过测量这些电信号来获取物体所受的压力大小。
本实验旨在通过搭建一个简单的压力传感器实验装置，了解压力传感器的工作原理和应用。
实验装置：本实验所需的装置包括压力传感器、电源、模拟转换器、示波器和计算机。
压力传感器是实验的核心部分，它通常由感应元件和信号处理电路组成。
感应元件可以是压阻、压电材料或半导体材料等。
在本实验中，我们使用了一种压阻式的压力传感器。
实验步骤：1. 连接实验装置：首先，将压力传感器连接到电源和模拟转换器上。
确保连接正确，避免损坏设备。
2. 施加压力：在实验中，我们可以使用一个标准的压力源，如液体或气体，来施加压力。
将压力源与压力传感器连接，并逐渐增加压力。
3. 读取数据：通过示波器和计算机，我们可以读取压力传感器输出的电信号，并将其转化为压力数值。
示波器可以显示电信号的波形，而计算机可以进行数据处理和分析。
实验结果：通过实验，我们可以得到压力传感器输出的电信号波形，并将其转化为压力数值。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 压力传感器的输出信号与施加的压力成正比。
当施加的压力增加时，输出信号也相应增加。
2. 压力传感器的输出信号是连续变化的，而不是离散的。
这使得我们可以实时监测和记录物体所受的压力变化。
3. 压力传感器的灵敏度可以根据实际需求进行调整。
通过调整电路参数或使用不同类型的传感器，我们可以获得不同范围和精度的压力测量。
实验应用：压力传感器在现代社会中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 工业控制：压力传感器可以用于监测和控制工业设备中的液体或气体压力。
例如，在液压系统中，压力传感器可以帮助维持系统的稳定性和安全性。
2. 医疗设备：压力传感器在医疗设备中被广泛使用，如血压计、呼吸机和体重计等。
它们可以帮助医生监测患者的生理状态，并提供准确的数据支持。
压阻式压力传感器的压力测量实验
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。
三、需用器件与单元：压力源(已在主控箱)、压力表、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、流量计、三通连接导管、数显单元、直流稳压源±4V、±15V。
四、实验步骤：1、根据图2-1连接管路和电路，主控箱内的气源部分，压缩泵、贮气箱、流量计主控箱内部已接好。
将压力表放置传感器支架上，三通连接管中硬管一端插入主控板上的气源快速插座中(注意管子拉出时请用手按住气源插座边缘往内压，则硬管可轻松拉出)。
其余两根软导管分别与标准表和压力传感器接通。
这里选用的差压传感器两只气咀中，一只为高压咀，另一只为低压咀。
本实验模板连接见图2-2，压力传感器有4端：3端接+4V电源，1端接地线，2端为U0+，4端为U0-。
1、2、3、4端顺序排列见图2-2。
端接线颜色通过观察传感器引脚号码判别。
图2-1 压阻式压力传感器测量系统2、实验模板上R w2用于调节零位，R w2可调放大倍数，按图2-2接线，模板的放大器输出V02引到主控箱数显表的V i插座。
将显示选择开关拨到20V档，反复调节R w2(R w1旋到满度的1/3)使数显表显示为零。
3、先松开流量计下端进气口调气阀的旋钮，开通流量计。
图2-2 压力传感器压力实验接线图4、合上主控箱上的气源开关K3，启动压缩泵，此时可看到流量计中的滚珠浮起悬于玻璃管中。
5、逐步关小流量计旋钮，使标准压力表指示某一刻度。
6、仔细地逐步由小到大调节流量计旋钮，使在4～14KP之间每上升1KP 分别读取压力表读数，记下相应的数显表值列于表(2-1)表(2-1)压力传感器输出电压与输入压力值7、计算本系统的灵敏度和非线性误差。
总结压阻式压力传感器的一般检测方法
总结压阻式压力传感器的一般检测方法压阻式压力传感器是一种常用的测量压力的传感器，其原理是基于材料的压阻效应。
为了确保传感器的准确性和稳定性，需要进行一般的检测方法。
以下是总结的一般检测方法：1. 外观检查：首先，对压力传感器进行外观检查，包括检查传感器外壳是否完整、有无损坏，是否有明显的划痕或变形等。
确保传感器外观正常可靠。
2. 线路连接检查：检查传感器的电气连接，包括检查传感器与接收器之间的线路连接是否正确牢固，检查所有电连接器是否无松动或断裂。
确保传感器与电路之间的连接良好。
3. 零点检测：通过此检测方法，测量压力传感器在无压力状态下的输出信号。
将传感器暴露在零压条件下，记录输出信号。
正常情况下，压力传感器在无力作用时应输出稳定的零信号。
4. 线性度检测：线性度是指压力传感器输出与输入压力之间的直线关系。
可通过在一定范围内施加等间隔的压力，记录传感器的输出信号。
然后，根据斜率和截距计算其线性关系。
理想情况下，传感器应该有良好的线性关系。
5. 灵敏度检测：灵敏度是指压力传感器输出信号与输入压力变化之间的关系。
可以通过在不同压力范围内改变输入压力，并记录传感器的输出信号，计算出输出信号相对于输入信号的变化量。
传感器的灵敏度应保持稳定并与规格相符。
6. 温度特性检测：压力传感器的温度特性直接影响其测量的准确性。
进行温度特性检测时，将传感器暴露在不同的温度环境下，并记录传感器的输出信号。
比较传感器在不同温度下的输出，确保传感器对温度的响应在规格范围内。
总之，以上是总结的压阻式压力传感器的一般检测方法，通过这些方法可以确保传感器的质量和性能符合要求，提供可靠准确的压力测量结果。
传感器实验报告
传感器实验报告实验⼀、⼆、三应变⽚单臂、半桥、全桥特性实验⼀、实验原理电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定⼯艺粘贴电阻应变⽚来组成。
⼀种利⽤电阻材料的应变效应将⼯程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过⼀定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变⽚将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
可⽤于能转化成变形的各种⾮电物理量的检测，如⼒、压⼒、加速度、⼒矩、重量等，在机械加⼯、计量、建筑测量等⾏业应⽤⼗分⼴泛。
根据表中数据画出实验曲线后，计算灵敏度S＝ΔV/ΔW（ΔV输出电压变化量，ΔW重量变化量）和⾮线性误差δ(⽤最⼩⼆乘法)，δ=Δm/yFS ×100％式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最⼤偏差：yFS满量程输出平均值，此处为200g。
四、思考题1、ΔR转换成ΔV输出⽤什么⽅法?通过电阻的分压，将电阻两端的电压测量出来经过差动放⼤器。
从⽽将ΔR转换成ΔV。
2、根据图4机头中应变梁结构，在振动台放置砝码后分析上、下梁⽚中应变⽚的应变⽅向(是拉?还是压?+压变⼤)。
所连接的应变⽚电阻中，带有符号↑是拉伸，电阻会变⼤；带有符号↓的是压缩，电阻会减⼩。
3、半桥测量时两⽚不同受⼒状态的电阻应变⽚接⼊电桥时，应接在：（1）对边?（2）邻边?为什么?应该接在邻边，这样能保证测量的灵敏度，同时能使⼀些去除⼲扰因素的影响。
4、应变⽚组桥时应注意什么问题?要注意应变⽚的受⼒状态和接⼊电路时的位置。
实验五应变直流全桥的应⽤—电⼦秤实验⼀、实验原理常⽤的称重传感器就是应⽤了箔式应变⽚及其全桥测量电路。
数字电⼦秤实验原理如图5—1。
本实验只做放⼤器输出Vo实验，通过对电路的标定使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成为⼀台原始电⼦秤。
图5—1 数字电⼦称原理框图⼆、实验结果表5电⼦称实验数据⼆、实验分析实验⼋移相器、相敏检波器实验⼀、实验原理1、移相器⼯作原理：图8—1为移相器电路原理图与实验箱主板上的⾯板图。
实验一扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验
实验一扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验实验目的：1. 熟悉扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和特性。
2. 了解扩散硅压阻式压力传感器的使用方法和注意事项。
3. 利用扩散硅压阻式压力传感器进行压力测量实验。
实验器材：1. 扩散硅压阻式压力传感器2. 数字万用表3. 压力泵4. 接线板、导线等实验原理：扩散硅压阻式压力传感器是利用扩散硅作为敏感元件的压力传感器。
当扩散硅受到外界压力作用时，会产生微小的形变，从而改变扩散硅的电阻值。
通过电路对电阻值的变化进行放大和处理，最终转换成电压信号作为输出，实现压力的测量。
实验步骤：1. 将扩散硅压阻式压力传感器连接到接线板上，注意仔细阅读连接图并正确连接。
2. 将数字万用表连上扩散硅压阻式压力传感器的输出端口，选择电压测量档位，并将数显切换为直流电压。
3. 将压力泵连接到扩散硅压阻式压力传感器的压力输入端口，打开压力泵。
4. 按照设定步骤开始进行实验，观察和记录压力泵的压力输出值以及扩散硅压阻式压力传感器的电压输出值。
5. 在测量结束后，关闭压力泵，并将扩散硅压阻式压力传感器从电路中拆开。
实验结果分析：通过扩散硅压阻式压力传感器测量实验，我们能够得出被测压力值和输出电压值之间的关系。
由于具有较好的灵敏度和稳定性，扩散硅压阻式压力传感器被广泛应用于压力测量领域，如航空、采矿、化工、医疗等领域。
注意事项：1. 在进行实验前，必须确认设备和电路是否连接正确，避免短路或其他故障发生。
2. 在使用压力泵时，应注意安全防范措施，避免压力泵爆炸等危险事件发生。
3. 在电路连接和处理信号时，应注意干扰和噪声的影响，保证测量精度的准确性。
4. 在实验过程中，如有异常情况发生应及时停止实验，并排除故障，确保实验结果可靠有效。
实验二扩散硅压阻式传感器模块d1
实验二扩散硅压阻式压力传感器实验模块2.1实验目的：实验 2.1.1：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
工作原理：是指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。
转换原理：在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，，形成4个阻值相等的电阻条。
并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
平时敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当传感器受压后芯片电阻发生变化，电桥将失去平衡，给电桥加一个恒定电压源，电桥将输出与压力对应的电压信号，这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。
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。
实验 2.1.2：了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。
2.2实验设备和元件：2.2.1 实验设备：实验台所属各分离单元和导线若干。
2.2.2 其他设备：2号扩散压阻式压力传感器实验模块，14号交直流，全桥，测量，差动放大实验模块，数显单元20V，直流稳压源+5V，+_12V电源。
2.3实验内容：2.3.1扩散压阻式压力传感器一般介绍：单晶硅材料在受到外力作用产生极微小应变时（一般步于400微应变），其内部原子结构的电子能级状态会发生变化，从而导致其电阻率剧烈变化（G因子突变）。
压阻式压力传感器的压力测量实验+移相器、相敏检波器实验
压阻式压力传感器的压力测量实验学校：汕头大学专业：电子信息工程年级：10级姓名：胡丹一、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的工作机理是半导体应变片的压阻效应。
在弹性元件受到压力时，其上的半导体会暂时改变晶体结构的对称性，导电机理和电阻率也随之改变，引起电阻的变化，经电桥转换成电压输出。
输出的电压的变化反映了所受的压力的变化。
三、实验设备与元器件主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。
四、数据处理压阻式压力传感器测压力实验数据1. 计算单臂测量系统的灵敏度S ：的平均值为：灵敏度2.计算非线性误差：这里以理论拟合直线，即以输出0%为起点，满量程输出（此处为350mV）的100%作终点的直线（）为基准直线。
从上图中的偏差曲线可以看出，当P=4KPa时有最大偏差。
而，所以，。
五、思考题查阅传感器相关理论知识，说明压阻式压力传感器大致有几种类型，在应用上各有什么特点。
答：压阻式压力传感器主要有以下三种类型：1.扩散硅扩散硅传感器灵敏度和精度最高，适合测量1kpa到40Mpa的压力范围。
2.陶瓷压阻陶瓷压阻式压力传感器过载能力低一些，抗冲击压力较差，但灵敏度较高，适合测量50Kpa以上的高量程范围，而且耐腐蚀，温度范围也很宽.3.应变片过载能力强和抗冲击压力强，适合测量高量程范围的压力变化，尤其在1Mpa 以上时，线性很好，精度也很高，并适合测量与应变材料兼容的各类介质.移相器、相敏检波器实验一、实验目的深入了解移相器、相敏检波器的工作原理。
二、实验设备与元器件主机箱中的（步进可调）直流稳压电源、直流稳压电源、音频振荡器；移相器/相敏检波器/低通滤波器实验模板；双踪示波器。
三、数据处理(一)移相器实验1.f=2KHz，T=486.60(us)，，波形如下图所示(波峰的高度更低的是)：,,波形如下图所示(波峰的高度更低的是)：2.f=9KHz，T=110.00(us)，，波形如下图所示(波峰的高度更低的是)：,波形如下图所示(波峰的高度更低的是)：(二)相敏检波器实验1.DC参考电压=+2V：相敏检波器的输入、输出波形如下图所示：输入与输出波形重合。
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实验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标定方法。
二、基本原理：扩散硅压阻式压力传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应，在半导体受力变形时会暂时改变晶体结构的对称性，因而改变了半导体的导电机理，使得它的电阻率发生变化，这种物理现象称之为半导体的压阻效应。
一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它上面直接蒸镀扩散出多个半导体电阻应变薄膜（扩散出敏感栅）组成电桥。
在压力（压强）作用下弹性元件产生应力，半导体电阻应变薄膜的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，经电桥转换成电压输出，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
图10—1为压阻式压力传感器压力测量实验原理图。
图10—1 压阻式压力传感器压力测量实验原理
三、需用器件与单元：机头静态位移安装架、压阻式压力传感器、传感器输入插座、引压胶管、铜三通、手捏气泵、压力表；主板中的F／V表、+4V直流电源、压阻输出口、差动放大器。
四、实验步骤：
1、将压阻式压力传感器安装在机头静态位移安装架上，并连接好引压胶管、
压力表和手捏气泵等。
如图10—2所示，并松开手捏气泵的单向阀。
2、在主板上按图10—3接线（注意：压阻的电源端VS与输出端Vo不能接错），将F／V表量程切换开关切到2V档。
检查接线无误后合上实验箱主电源开关，并将差动放大器的拨动开关拨到“开”位置。
将差动放大器的增益电位器按顺时针方向轻轻转到底后再逆向回转半圈，调节调零电位器，使电压表显示电压为零。
3、锁紧手捏气泵的单向阀，仔细地反复手捏(注意：用力不要过大) 气泵并
同时观察
压力表，压力上升到3Kpa左右时调节差动放大器的调零电位器，使电压表显示为相应的0.3V左右。
再仔细地反复手捏气泵压力上升到19Kpa左右时调节差动放大器的增益电位器，使电压表相应显示1.9V左右。
图10—2 压阻式压力传感器测压实验安装图
图10—3 压阻式压力传感器测压实验接线图
4、仔细地慢悠悠松开手捏气泵的单向阀，使压力慢慢下降到3Kpa时锁紧气泵的单向阀，调节差动放大器的调零电位器，使电压表显示为相应的0.300V。
再仔细地反复手捏气泵压力上升到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调节手捏气泵使压力在3～19KPa 之间变化，每上升1KPa气压分别读取电压表读数，将数值列于表10。
表10 压阻式压力传感器测压实验数据
P(KPa)
Vo(p-p
)
6、画出实验曲线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。