第四篇力敏传感器
第四篇力敏传感器
第四章力敏传感器教学目标：1．了解弹性敏感元件的特性和要求。
2．了解几种常用测力称重传感器的特点、3．掌握电阻应变效应及半导体的压阻效应4．了解电桥电路的作用。
5．掌握单臂、双臂和全桥测量电路的异同点。
6．理解压电式传感器的工作原理。
了解它的特点。
7．了解它们的应用。
力敏传感器是使用很广泛的一种传感器。
它是生产过程中自动化检测的重要部件。
它的种类很多，有直接将力变换为电量的如压电式、压阻式等，有经弹性敏感元件转换后再转换成电量的如电阻式、电容式和电感式等。
它主要用于两个方面：测力和称重。
本章介绍电阻应变式传感器、压阻式和压电式传感器。
§4-1（传感器中的）弹性敏感元件一、弹簧管压力表的组成：（如图4-1）图4-1弹簧管压力表的组成框图弹簧管——弹性敏感元件：将输入压力转换成自身的变形量（应变、位移或转角）。
二、弹性元件的基本特性：1．变形：物体在外力作用下改变原来尺寸或形状的现象。
2．弹性：物体因受外力作用而产生变形，外力去掉后又恢复原状的特性。
3．弹性元件：具有弹性变形特性的物体。
4．弹性变形：弹性元件受外力作用而产生的变形。
5．弹性特性：作用在元件上的外力与相应变形（应变、位移或转角）之间的关系。
（1）刚度：弹性元件产生单位变形所需的力。
（2）灵敏度：在单位力作用下弹性元件产生的变形。
刚度和灵敏度表示了弹性元件的软硬程度。
元件越硬，刚度越大，单位力作用下变形越小，灵敏度越小。
6．线性弹性元件：刚度和灵敏度为常数，作用力F与变形X成线性关系。
三、弹性敏感元件的基本要求及类型：弹性元件在传感器技术中占有极其重要的地位。
它首先把力、力矩或压力转换成相应的应变或位移，然后配合各种形式的传感元件，将被测力、力矩或压力变换成电量。
基本要求：（1）具有良好的机械特性（强度高、抗冲击、韧性好、疲劳强度高等）和良好的机械加工及热处理性能。
（2）良好的弹性特性（弹性极限高、弹性滞后和弹性后效小等）。
（3）弹性模量的温度系数小且稳定，材料的线膨胀系数小且稳定。
妊高征监测系统介绍
六、参考文献（仅供参考，版权属于各自作者）
推荐：
《高危妊娠监护治疗学》 作者：刘映粦 摘要：第一篇为正常妊娠，第二篇为高
危妊娠，第三篇为监护。其中对妊娠诊断、 产前检查、孕期保健，尤其对重度妊高征 并发hellp综合征更为突出地加以详述。
六、参考文献《高危妊娠监护治疗学》
第一篇 正常妊娠 第一章 胎盘及胚胎附属器 第二章 胎儿生理学及胎儿免疫遗传学 第三章 妊娠期母体的适应性变化 第四章 妊娠诊断及产前检查
妊高征监测系统
培训教程
（内部资料）
目录
一、项目背景 二、妊高症与妊高征 三、妊高征监测的临床应用 四、JQ-R产品特点及优势 五、妊高症的预防及治疗 六、参考文献
一、项目背景——妊娠期高血压综合症
以上是电影“北京遇上西雅图”中，女主角（汤唯饰）在怀孕后期送医急救 场景——她所患的妊娠并发症，就是妊娠期高血压综合症(简称妊高症)。
而初孕年龄大于30岁者建议作为常规检测对象； 预测阳性者,随着孕周的增大,观察应更严密,每两周检测一次； 中重度妊高征患者, 应根据血液动力学状态分型,针对性进行治疗。
三、妊高征监测的临床应用
3.1 监测对象——什么样的孕妇需做？
门诊筛选：正常孕妇定期检测； 妊高征患者：每疗程前后监测，观察疗效、及 时调整治疗方案。 有高危因素的孕妇，如高血压，心脏病，糖尿 病等。
这些公式经过非线性补偿和临床经验参 数修正，便能获得一系列反映人体循环 系统的血流动力流变学参数。
附录A、妊高征监测的理论基础
A.3 脉搏波与 心动周期
附录A、妊高征监测的理论基础
A.4 产品原理框图
传
运
带
A
感 器 （
算 放 大
量子精密弱磁传感
量子精密弱磁传感全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：量子精密弱磁传感技术是一种利用量子物理原理来实现对微弱磁场的探测和测量的高精度复合传感技术。
随着科技的不断发展，人们对于微弱磁场的探测需求也越来越迫切，传统的磁传感技术已经无法满足对高灵敏度、高稳定性和高分辨率的要求，因此量子精密弱磁传感技术的出现填补了这一空白，成为磁性材料研究、医学诊断、地质勘探等领域的重要工具。
量子精密弱磁传感技术基于量子力学的原理，利用量子态的特性对微弱磁场进行测量。
在这种技术中，通常会使用一种特殊的量子态来作为传感器，通过测量这个量子态的变化来实现对磁场的探测。
这种传感技术有着高灵敏度和高分辨率的优势，可以实现对微米级别甚至亚微米级别的磁场进行精确定量。
量子精密弱磁传感技术的实现离不开一系列关键技术的支撑，其中最重要的一项就是量子比较技术。
量子比较技术是利用量子干涉原理来实现两个量子态之间的比较，通过测量它们之间的差异来判断受测磁场的强度和方向。
在量子比较技术的支持下，量子精密弱磁传感技术可以实现对微弱磁场的高灵敏度探测，为相关领域的科研和应用提供重要支持。
除了量子比较技术，量子精密弱磁传感技术还需要高精度的探测器、精密的量子控制技术和完善的数据处理与分析方法等支撑。
探测器的灵敏度和响应速度直接影响着传感技术的性能，量子控制技术则用于控制量子态的演化和操作，从而实现对受测磁场的操作和测量，数据处理与分析方法则是对测得的数据进行处理和提取有用信息的关键。
在实际应用中，量子精密弱磁传感技术已经被广泛应用于地质勘探、磁性材料研究、医学诊断等领域，取得了显著的成果。
地质勘探方面，利用该技术可以实现对地下矿产资源的高精度勘探和探测，为矿产勘探提供重要依据。
在磁性材料研究方面，可以通过该技术对磁性材料的性质进行精确测量，为新材料的研发提供技术支持。
在医学诊断方面，利用该技术可以实现对生物体内微弱磁场的监测，为疾病诊断和治疗提供新的手段。
传感器原理及工程应用第四版答案
传感器原理及工程应用第四版答案【篇一：传感器原理及工程应用第三版答案--郁有文、西安电子科技大学出版】系如何？【答】1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2、传感器由：敏感元件、转换元件、信号调理与转换电路和辅助的电源组成。
3、它们的作用是：（1）敏感元件：是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；（2）转换元件：是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分；（3）信号调理与转换电路：由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调理与转换电路，进行放大、运算调制等；（4）辅助的电源：此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助的电源。
4、最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换元件)组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶。
有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器，其中质量块m是敏感元件，压电片（块）是转换元件。
有些传感器，转换元件不只一个，要经过若干次转换。
2-2 什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？分别说明这些性能指标的含义。
【答】1、传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出与输入的关系。
也即当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系就称为静态特性。
2、静态特性性能指标包括：线性度、灵敏度、迟滞、重复性和漂移等。
3、性能指标：ys?（3）迟滞：传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性lmaxlhhmax100%yfsr(2~3)?100%y或rrmax100%yfsyt?y20t2-3 什么是传感器的动态特性？它有哪几种分析方法？它们各有哪些性能指标？【答】1、动态特性指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。
2、研究动态特性的方法有两种：时域法和频域法。
在时域内研究动态特性采用瞬态响应法。
输入的时间函数为阶跃函数、脉冲函数、斜坡函数，工程上常输入标准信号为阶跃函数；在频域内研究动态特性采用频率响应法，输入的标准函数为正弦函数。
传感器实训心得体会
传感器实训心得体会传感器实训心得体会「篇一」为期一周的高频电子线路实训就这样告一段落了，我们通过这一周紧锣密鼓的实训，我们对于通信电子电路的这门课程又有了更直观更深刻的了解。
首先我们在实训的第一天和第二天对于高频小信号调谐放大器，场效应管谐振放大器，集成选频放大器等诸多器械的线路连接以及数据的测量，从而了解到了这些器械的相关原理以及相关数据，这对于我们充分了解课本上的理论知识有着十分大的帮助。
然后就是在接下来为期三天的调幅电路的焊接，三天我们组每天都十分紧张的按照老师给的线路图进行紧锣密鼓的连接，最终也准时的完成了焊接的工作，但是最终的结果十分出乎我们的意料，我们连最基本的电源灯多无法亮起，这让我们十分诧异，然后我们便开始一次又一次的检查与调试，我们的最后一节课长达5个小时，老师与同学也在其中给了我们很多很多的帮助，但最终还是无法得到一个很好的结果。
虽然电路板的焊接的结果并不让我们满意，但我们还是通过实验得到了很多平时上课所学不到的东西，虽有遗憾，并无后悔，这个实验过程中我们学习到的东西远远超过了结果给予我们的价值。
当然实验中，尤其是电路板的焊接过程中我们确实存在着这样那样的问题，一个就是对于电路图的理解不够透彻，第二个就是在焊接过程中与老师同学的沟通不是十分及时，这些都是以后在学习中要十分注意的。
希望我们谨记这次的教训，争取在下次实训课上能够更好地完成老师交给我们的任务！传感器实训心得体会「篇二」本学期，担任《传感器及检测技术》课程的理论和实践教学内容。
本课程的实践教学主要是教学实验，在全体同学的大力配合下，比较圆满的完成了实践教学任务，达到了实验的预期目的。
现将此课程的实践教学工作总结如下：1、实验计划的制定为更好的完成实践教学环节，使学生能够真正的在实践环节学到更多的东西，在学期初我就认真研究教材内容和教学大纲要求，针对教学内容和学生特点制定了详细的实验安排，并与实验室老师进行了认真的沟通，充分做好教学实践前的各项准备工作。
传感器实验总结报告范文(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展，传感器技术在各个领域都得到了广泛的应用。
传感器作为一种将非电学量转换为电学量的装置，对于信息采集、处理和控制具有至关重要的作用。
本实验旨在通过一系列传感器实验，加深对传感器基本原理、工作原理和应用领域的理解。
二、实验目的1. 了解传感器的定义、分类和基本原理。
2. 掌握常见传感器的结构、工作原理和特性参数。
3. 熟悉传感器在信息采集、处理和控制中的应用。
4. 培养动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。
三、实验内容本次实验共分为以下几个部分：1. 压电式传感器实验- 实验目的：了解压电式传感器的测量振动的原理和方法。
- 实验原理：压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成。
工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上，由于压电效应，压电晶片上产生正比于运动加速度的表面电荷。
- 实验步骤：1. 将压电传感器装在振动台面上。
2. 将低频振荡器信号接入到台面三源板振动源的激励源插孔。
3. 将压电传感器输出两端插入到压电传感器实验模板两输入端，与传感器外壳相连的接线端接地，另一端接R1。
将压电传感器实验模板电路输出端Vo1，接R6。
将压电传感器实验模板电路输出端V02，接入低通滤波器输入端Vi，低通滤波器输出V0与示波器相连。
4. 合上主控箱电源开关，调节低频振荡器的频率和幅度旋钮使振动台振动，观察示波器波形。
5. 改变低频振荡器的频率，观察输出波形变化。
2. 电涡流传感器位移特性实验- 实验目的：了解电涡流传感器测位移的原理和方法。
- 实验原理：电涡流传感器利用电磁感应原理，当传感器靠近被测物体时，在物体表面产生涡流，通过检测涡流的变化来测量物体的位移。
- 实验步骤：1. 将电涡流传感器安装在实验平台上。
2. 调整传感器与被测物体的距离，观察示波器波形变化。
3. 改变被测物体的位移，观察示波器波形变化。
3. 光纤式传感器测量振动实验- 实验目的：了解光纤传感器动态位移性能。
传感器第四版课后答案
传感器第四版课后答案【篇一：《传感器》第四版唐文彦习题答案】>1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？答：输入量为常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。
它的性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差（静态测量不确定性或精度）。
2、传感器动特性取决于什么因素？答：传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量，对于不同的组成环节（接触环节、模拟环节、数字环节等）和不同形式的输入量（正弦、阶跃、脉冲等）其动特性和性能指标不同。
3、某传感器给定相对误差为2%fs，满度值输出为50mv，求可能出现的最大误差。
并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。
解：∵ ???myfs?10%0；∴ ?m???yfs?100%?1mv若: yfs1??11yfs 则: ??m?100%??100%?4% 2yfs125?11yfs 则: ??m?100%??100%?16% 8yfs26.25若: yfs2?由此说明,在测量时一般被测量接近量程(一般为量程的2/3以上),测得的值误差小一些。
解：将30dy/dt?3y?0.15x化为标准方程式为：10dy/dt?y?0.05x 与一阶传感器的标准方程：?dy?y?kx 比较有： dt???10(s) ?0k?0.05(mv/c)?输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。
解：二阶传感器频率特性(p14-1—30式)∵ k(?)?k(1???)(2???)2222∴ ??k?k(?)1???3% 2222k(1???)(2???)??0?2?f0?125.6khz?1??8?s式中：??? ?0?????0.1则有：?1(1???)?(2???)12222222?3%?3%?3%?1?(1???)?(2???)21?1???0.03?2222(1???)?(2???)??1?1??0.032222?(1???)?(2?? ?)?2222??(1???)?(2???)?1/1.03?2222??(1???)?(2???)?1/0.972222??(1???)?(2???)?0.943?2222??(1???)?(2???)?1.0632244??1?1.96??????0.943?2244??1?1.96??????1,063222??(0.98???)?0.903?222 ??(0.98???)?1.023?0.98??2?2?0.95 (1)??220.98????1.011(2)??由（1）式：22??0.98????0.95?22??0.98?????0.95 ??1?21.7khz???2?173. 7khz由（2）式：22??0.98????1.011?22??0.98?????1.011 ??1?0???2?176.3khz即：?0???21.7khz??173.7khz???176.3khz ?取：0???21.7khz则有：0?f?21.7khz/2??3.44khz第二章思考题与习题1、何为金属的电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？答：（1）当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。
(整理)传感器技术绪论
第1篇传感器技术绪论1.传感器引言当我们看见“传感器技术”的时候，大多数同学都不陌生。
传感器已经渗透到了我们生活的各个层面。
看看下表，就知道了。
请同学们自己补充2-3项举例。
看来传感器技术确实是喜欢电子的人必不可少的一项技术。
那么，什么是传感器呢？就做电子技术的人来说，狭义上传感器是将被测量转换为电信号的一种器件或装置。
但是，我们看见上表中出现了体温计和血压计，很多同学认为它们并不是电信号输出。
实际上，国家标准GB7665-87对传感器的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
这里所说的“可用输出信号”是指便于加工处理、便于传输利用的信号。
现在电信号是最易于处理和便于传输的信号。
所以，我们可以暂时以电信号输出作为我们课程的学习对象的。
传感器也可以定义为是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
1.1人类进步发展与传感器在人类文明史的历次产业革命中，感受、处理外部信息的传感技术一直扮演着一个重要的角色。
在l8世纪产业革命以前，传感技术由人的感官实现：人观天象而仕农耕，察火色以冶铜铁。
从18世纪产业革命以来，特别是在20世纪信息革命中，传感技术越来越多地由人造感官，即工程传感器来实现。
传感器的发展是推动人类进步的巨大力量。
传感器系统代替了人类实现了大量的自动化检测与控制，是把人从繁重的体力劳动中解放出来的关键器件。
那么，把它与人的感觉相比较可以帮助我们学习传感器更多知识。
1.2人的感官与传感器技术人类最早感受周围环境的变化是通过人体感知的，我们的耳可以听见声音、鼻可以闻到味道、眼可以看见周围环境、舌可以品尝各种味道、皮肤可以感受冷暖。
有人说传感器就是电五官，这是说如果将计算机比作人的大脑的话，那么传感器的地位和功能就相当于我们的身体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章力敏传感器教学目标：1．了解弹性敏感元件的特性和要求。
2．了解几种常用测力称重传感器的特点、3．掌握电阻应变效应及半导体的压阻效应4．了解电桥电路的作用。
5．掌握单臂、双臂和全桥测量电路的异同点。
6．理解压电式传感器的工作原理。
了解它的特点。
7．了解它们的应用。
力敏传感器是使用很广泛的一种传感器。
它是生产过程中自动化检测的重要部件。
它的种类很多，有直接将力变换为电量的如压电式、压阻式等，有经弹性敏感元件转换后再转换成电量的如电阻式、电容式和电感式等。
它主要用于两个方面：测力和称重。
本章介绍电阻应变式传感器、压阻式和压电式传感器。
§4-1（传感器中的）弹性敏感元件一、弹簧管压力表的组成：（如图4-1）图4-1弹簧管压力表的组成框图弹簧管——弹性敏感元件：将输入压力转换成自身的变形量（应变、位移或转角）。
二、弹性元件的基本特性：1．变形：物体在外力作用下改变原来尺寸或形状的现象。
2．弹性：物体因受外力作用而产生变形，外力去掉后又恢复原状的特性。
3．弹性元件：具有弹性变形特性的物体。
4．弹性变形：弹性元件受外力作用而产生的变形。
5．弹性特性：作用在元件上的外力与相应变形（应变、位移或转角）之间的关系。
（1）刚度：弹性元件产生单位变形所需的力。
（2）灵敏度：在单位力作用下弹性元件产生的变形。
刚度和灵敏度表示了弹性元件的软硬程度。
元件越硬，刚度越大，单位力作用下变形越小，灵敏度越小。
6．线性弹性元件：刚度和灵敏度为常数，作用力F与变形X成线性关系。
三、弹性敏感元件的基本要求及类型：弹性元件在传感器技术中占有极其重要的地位。
它首先把力、力矩或压力转换成相应的应变或位移，然后配合各种形式的传感元件，将被测力、力矩或压力变换成电量。
基本要求：（1）具有良好的机械特性（强度高、抗冲击、韧性好、疲劳强度高等）和良好的机械加工及热处理性能。
（2）良好的弹性特性（弹性极限高、弹性滞后和弹性后效小等）。
（3）弹性模量的温度系数小且稳定，材料的线膨胀系数小且稳定。
（4）抗氧化性和抗腐蚀性等化学性能良好。
2．弹性元件的形式：2．根据弹性元件输入量的不同，可以分成两种基本类型：（1）变换力（力矩）弹性元件：等截面柱式、悬臂梁、圆环式和等截面薄板等。
（2）变换压力弹性元件：弹簧管、波纹管、膜片（力、压力均可以变换）等。
§4-2 电阻应变式传感器电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将力学量转换为电信号的传感器。
而电阻应变效应是指导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值也发生相应变化的现象。
电阻应变式传感器具有精度高，性能稳定，测量范围宽，可制成各种机械量传感器；并且结构简单，体积小，重量轻。
可在超低温、强振动、强磁场等恶劣环境下工作等特点。
§4-2-1 电阻应变式传感器的外形结构和性能一、部分电阻应变式传感器的外形：(a) (b) (c)（d）(e) (f)图4-2各种应变式电阻传感器的外形图(a)箔式压力；(b)柱式；(c)悬臂梁式；(d)桥式；(e)波纹管式；(f)S型拉压式二、主要用途及性能指标：（a）金属箔式压力传感器：采用了箔式应变片贴在合金钢做的弹性体上，具有精度高、温度特性好等特点。
适用于电子皮带秤、配料秤等场所。
它的性能指标见表4-1所示：表4-1金属箔式压力传感器的性能指标采用了箔式应变片贴在合金钢做的弹性体上，具有精度高、长期稳定性好、密封性好等到特点。
适用于地中衡、料斗秤、汽车衡、轨道衡等场所。
量程：0.1～200ｔ；精度：±0.05%F·S。
(c)悬臂梁式传感器：采用了箔式应变片贴在合金钢做的弹性体上，一端固定、一端加载，拉、压均可。
具有精度高、密封性好、易安装等特点。
适用于汽车衡、电子秤、料斗秤等场合。
量程：0.05～20ｔ；精度：±0.03%F·S。
(d)桥式传感器：采用了箔式应变片贴在合金钢弹性体上，具有精度高、长期稳定性好、密封性能好、抗侧向力和抗偏荷能力强等特点。
适用于各种汽车衡、轨道衡、料斗秤等场所。
量程：5~50ｔ；精度：±0.02%F·S。
(e)波纹管式传感器：采用悬臂剪切结构、波纹管密封、充氮，可承受拉、压两种受力形式，具有精度高、防尘好、抗偏载、抗疲劳能力强、性能稳定、安装方便等特点。
适用于电子秤、皮带秤、料斗秤等场所。
量程：10～1000；精度：±0.02%F·S。
(f)S型拉压式传感器：采用S型结构，拉压均可使用。
可应用于高湿度环境，具有优越的抗扭、抗侧、抗偏载能力，输出对称性好。
精度高、结构紧凑等特点。
适用于配料秤、料斗秤、机电结合秤、吊钩秤等场所。
量程：0.05～20ｔ。
精度：±0.02%F·S。
三、金属电阻应变片的结构：（如图4-3所示）1．结构：它由敏感栅、基体、覆盖层（保护片）和引出线四部分组成。
（1）敏感栅是转换元件，由金属丝、金属箔制成，它被粘贴在基体上。
通过基体把应变传递给它。
（2）基体起绝缘作用。
（3）覆盖层（保护片）起绝缘保护作用。
（4）引出线焊接于敏感栅两端，作连接测量导线之用。
图4-3金属丝式应变片的结构图2．类型：电阻应变片有金属电阻应变片和半导体应变片两类。
金属电阻应变片有丝式、箔式和薄膜式等结构形式。
§4-2-2 电阻应变式传感器的工作原理一、原理框图：测量电桥电阻应变片弹性敏感元件F εｕ或i图4-4 电阻应变式传感器的原理框图二、工作原理：电阻应变式传感器是通过弹性敏感元件将外部的应力转换成应变ε，再根据电阻应变效应，由电阻应变片将应变转换成电阻值的微小变化，通过测量电桥转换成电压或电流的输出。
§4-2-3 应变片的测量电路由于应变片受力的电阻值变化范围很小，如果直接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难，且误差很大。
所以必须使用专门的电路来测量这种微弱的电阻变化，最常用的电路为电桥电路。
一、电桥电路：（图4-4所示）R1AR1 = R2=R3 = R4=R——等臂电桥R2R1 = R2=R R3 = R4=R’——输出对称电桥DCU OR1 = R3=R R2 = R4=R’——电源对称电桥R4R3BU i图4-4电桥电路由分析可知：当R1 R3= R2 R4时，电桥平衡，输出电压U O=0。
二、单臂电桥：（图4-5所示）图中的电阻R1为电阻应变片。
起始时，应变片未承受应变，电桥平衡：R1 R3= R2 R4，此时U O=0。
当应变片承受应变时，则R1增大为R1+ΔR，对于等臂电桥和输出对称电桥，此时的输出电压图4-5单臂电桥为：三、双臂电桥（差动半桥）：（图4-6所示）电阻R1、R2为应变片，R3、R4为固定电阻。
当应变片承受应变时，R1增大为R1+ΔR，同时R2减小为R2－ΔR，此时的输出电压为单臂工作时的两倍。
图4-6差动半桥图4-7差动全桥四、差动全桥：图4-7所示）电阻R1、R2、R3、R4均为应变片。
当应变片承受应变时，则R1和R3增大ΔR，R2和R4减小ΔR，此时的输出电压为单臂工作时的四倍。
上述三种工作方式中，差动全桥工作方式的灵敏度最高，差动半桥次之，单臂电桥灵敏度最低。
采用全桥（或双臂半桥）还能实现温度变化的自动补偿。
§4-2-4 电阻应变式传感器的应用在电阻应变式传感器中，敏感元件一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为桥路。
只要将应变片粘贴于各种弹性体上，并将其接到测量转换电路，这样就构成了测量各种物理量的专用应变式传感器。
它可以测量应变应力、弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量。
一、电子台秤：（图4-8所示）二、吊杆秤：（图4-9所示）三、汽车衡：（图4-10所示）图4-8电子台秤图4-9吊杆秤图4-10汽车衡§4-3 压阻式传感器压阻式传感器是通过扩散工艺将四个半导体应变电阻制作在同一硅片上，利用半导体材料的压阻效应制成的传感器。
它由于工艺一致性好，灵敏度相等，因此漂移抵消，迟滞、蠕变非常小，动态响应快，测量精度高、稳定性好、温度范围宽、易小型化、能批量生产和使用方便。
§4-3-1 固态压阻式传感器的工作原理固态压阻式传感器的工作主要基于压阻效应，而压阻效应是在半导体材料上施加作用力时，其电阻率将发生显著变化的现象。
§4-3-2 半导体电阻应变片的结构和特点一、半导体电阻应变片的结构：它由硅膜片、外壳和引线组成。
核心：硅膜片（作为弹性敏感元件）。
图4-11 半导体电阻应变片的结构二、半导体电阻应变片的特点：优点：灵敏系数比金属电阻应变片的灵敏系数大数十倍，横向效应和机械滞后极小。
缺点：温度稳定性和线性度比金属电阻应变片差很多。
§4-3-3 压阻式压力传感器固态压阻式压力传感器的结构如图4-12所示，传感器硅膜片两边有两个压力腔。
一个是和被测压力相连接的高压腔，另一个是低压腔，和大气相通。
图4-12 压阻式压力传感器结构图1—低压腔 2—高压腔 3—硅杯 4—引线 5—硅膜片当膜片两边存在压力差时，膜片上各点存在应力。
膜片上的四个电阻在应力作用下，阻值发生变化，电桥失去平衡，输出电压与膜片两边压力差成正比。
§4-4 压电传感器压电式传感器是基于某些材料受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理的传感器。
它是一种典型的有源传感器，又称自发电式传感器。
它具有体积小，重量轻，频率宽，灵敏度高，结构简单，工作可靠等特点。
§4-4-1 压电传感器、压电材料的外形和技术指标一、压电式振动加速度传感器的外形：（图4-13所示）图4-13压电式振动加速度传感器外形图二、压电振动加速度传感器技术指标：1. 灵敏度：500mV/g量程：0~10g频率范围：4-4000Hz线性：≤1%5．分辨力：0.00004g安装谐振点:15kHz（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）图4-14 各种压电材料的外形图（ａ）天然石英晶体；（b）石英晶体薄片；（c）压电陶瓷；（d）高分子压电薄膜§4-4-2 压电传感器的工作原理一、压电效应：当某些晶体或多晶体陶瓷在一定的方向上受到外力作用时，在某两个对应的晶面上，会产生符号相反的电荷。
当外力消失时，电荷也消失；当外力改变方向时，两晶面上的电荷符号也随之改变。
压电传感器就是以压电效应为基础，将力学量转换为电量的器件。
典型的具有压电效应的物质有石英晶体、压电陶瓷和高分子压电材料等。
二、石英晶体的压电效应：石英晶体的外形是规则的六角棱柱体，它有三个晶轴，如图4-15所示。
图4-15石英晶体的坐标轴和切片1．纵向压电效应：沿着X轴对晶片施加力时，在垂直于X轴的表面上产生电荷。
如图4-16所示。
产生的电荷与作用力的大小成正比，与晶片尺寸无关。