常用传感器原理及应用

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传感器原理及应用

传感器原理及应用

传感器原理及应用传感器是一种能够将物理量转换为电信号的装置。

它通过感知、测量和检测环境中的各种物理量,如温度、压力、光强度、湿度等,将其转换为电信号输出,以便进行数据采集、控制和处理。

常见的传感器原理及应用包括:1. 光敏传感器:利用光敏材料的光电效应,将光信号转换为电信号。

应用于光电测量、光电控制、光学通信等领域。

2. 压力传感器:利用压阻效应、压电效应或电容效应,将压力信号转换为电信号。

应用于气体、液体压力测量、流体控制等领域。

3. 温度传感器:利用温敏电阻、热电偶或热敏电阻等原理,将温度信号转换为电信号。

应用于温度测量、温度控制、热工过程监测等领域。

4. 湿度传感器:利用湿敏材料的电阻变化或电容变化,将湿度信号转换为电信号。

应用于湿度测量、湿度控制、气象监测等领域。

5. 加速度传感器:利用加速度对质量产生的力的原理,将加速度信号转换为电信号。

应用于振动测量、姿态控制、运动检测等领域。

6. 声音传感器:利用声波对传感器产生的压力或位移变化,将声音信号转换为电信号。

应用于声音测量、噪音控制、语音识别等领域。

7. 磁场传感器:利用磁敏材料的磁阻变化或霍尔效应,将磁场信号转换为电信号。

应用于磁场测量、位置检测、电流检测等领域。

8. 气体传感器:利用气敏材料的电阻变化或电化学反应,将气体浓度信号转换为电信号。

应用于气体检测、环境监测、工业安全等领域。

以上仅是一些常见的传感器原理及应用,实际上还有很多其他类型的传感器,如电流传感器、位移传感器、湿度传感器等,它们在不同领域有着广泛的应用。

常用传感器的工作原理及应用

常用传感器的工作原理及应用

常用传感器的工作原理及应用传感器是一种能够将非电量转化为电信号的设备,它可以检测和测量环境中的各种物理量和化学量,如温度、湿度、压力、光照、声音等。

传感器的应用范围非常广泛,包括工业生产、医疗保健、通信技术、农业、环境监测等领域。

下面将对一些常用的传感器的工作原理及应用进行介绍。

1.温度传感器温度传感器广泛应用于生活和工业生产中,常见的应用包括恒温控制、空调系统、电子设备散热等。

温度传感器的工作原理基于热电效应或热敏电阻效应。

例如,热电偶是利用两种不同金属的热电势发生变化的原理,将温度转化为电压信号。

2.压力传感器压力传感器主要用于测量气体或液体的压力,应用范围很广,包括汽车、航空航天、石油化工、环境监测等。

常见的压力传感器有压力变送器、压力传感膜片等。

工作原理主要是根据杨氏模量或电容变化来测量压力变化。

3.湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度,通常用于室内环境控制、气象观测、农业生产等。

湿度传感器的工作原理主要是利用湿度变化对传感器表面的电容或阻抗产生影响,从而测量湿度值。

4.光照传感器光照传感器用于测量环境中的光照强度,广泛应用于智能家居、自动照明、安防监控等领域。

常见的光照传感器有光敏电阻、光敏二极管等。

它们的工作原理依赖于光的照射对其电阻或电流产生变化。

5.声音传感器声音传感器用于检测环境中的声音信号,常用于安防监控、噪声控制、语音识别等。

声音传感器一般采用麦克风作为接收器,通过将声音信号转化为电信号进行测量和分析。

6.加速度传感器加速度传感器通常用于测量物体的加速度或振动,广泛应用于汽车、航空航天、体育运动设备等。

加速度传感器的工作原理有多种,包括电容式、压电式、电感式等。

例如,压电加速度传感器利用压电材料的压电效应,将物体的加速度转化为电荷量的变化。

总而言之,传感器是现代科技中不可或缺的一部分,它们通过检测和测量环境中的各种物理量和化学量,为我们提供了大量的信息和数据。

这些传感器的工作原理多种多样,但核心目标都是将非电量转化为电信号。

常用传感器的原理和应用

常用传感器的原理和应用

常用传感器的原理和应用1. 温度传感器•原理:温度传感器主要通过测量物体的热量来确定温度。

常见的温度传感器包括热敏电阻、热敏电阻和热电偶等。

•应用:温度传感器广泛应用于工业生产、环境监测、医疗设备和消费电子等领域。

在工业生产中,温度传感器可用于监测设备的温度,以保证工作的稳定性和安全性。

在环境监测中,温度传感器可用于气象站和建筑物等场所。

在医疗设备中,温度传感器被用于测量人体温度。

在消费电子中,温度传感器可用于智能手机、电脑和家用电器等。

2. 湿度传感器•原理:湿度传感器主要通过测量空气中的水分含量来确定湿度。

常见的湿度传感器包括电容式、电阻式和电化学式湿度传感器等。

•应用:湿度传感器广泛应用于气象观测、农业、工业制造和智能家居等领域。

在气象观测中,湿度传感器可用于测量大气湿度,以预测天气变化。

在农业中,湿度传感器可用于控制温室和灌溉系统,以提高农作物的产量和质量。

在工业制造中,湿度传感器可用于控制生产环境的湿度,以确保产品质量。

在智能家居中,湿度传感器可用于智能空调和除湿机等家电。

3. 压力传感器•原理:压力传感器主要通过测量物体受力后的变形量来确定压力。

常见的压力传感器包括电阻式、电容式和压电式压力传感器等。

•应用:压力传感器广泛应用于工业控制、航空航天、汽车制造和医疗设备等领域。

在工业控制中,压力传感器可用于监测管道的压力,以保证流体的正常运行。

在航空航天中,压力传感器可用于监测飞机和火箭的压力,以保证飞行的安全性。

在汽车制造中,压力传感器可用于监测轮胎的胎压,以提高行驶的安全性。

在医疗设备中,压力传感器可用于监测血压和呼吸机等设备。

4. 光电传感器•原理:光电传感器主要通过测量光的强度和光的反射来确定物体的位置、距离和颜色。

常见的光电传感器包括光电开关、光电二极管和光电三极管等。

•应用:光电传感器广泛应用于工业自动化、机器人、安防和电子游戏等领域。

在工业自动化中,光电传感器可用于检测物体的位置和距离,并控制设备的运行。

常用式传感器的原理和应用

常用式传感器的原理和应用

常用式传感器的原理和应用1.温度传感器:原理:温度传感器是通过测量物体的热量来确定其温度的。

常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和红外传感器等。

应用:温度传感器广泛应用于气候控制、温度监控、医疗设备、食品加工和汽车等领域。

2.湿度传感器:原理:湿度传感器是通过测量空气中水分含量来确定湿度的。

常见的湿度传感器有电容式湿度传感器和电阻式湿度传感器等。

应用:湿度传感器广泛应用于气象、农业、环境监测、工业生产和电子设备等领域。

3.压力传感器:原理:压力传感器是通过测量物体受力大小来确定压力的。

常见的压力传感器有压阻式传感器、压电传感器和电容式传感器等。

应用:压力传感器广泛应用于工业自动化控制、汽车工业、航空航天、医疗设备和气候监测等领域。

4.光电传感器:原理:光电传感器是通过光电效应将光信号转化为电信号的传感器。

常见的光电传感器有光敏电阻、光电二极管和光电三极管等。

应用:光电传感器广泛应用于自动门、光电开关、光电编码器和光电计数器等领域。

5.位移传感器:原理:位移传感器是通过测量物体位置的变化来确定位移的。

常见的位移传感器有光电编码器、电感式传感器和激光测距传感器等。

应用:位移传感器广泛应用于机械工业、机器人、航空航天、自动化生产和测量仪器等领域。

6.加速度传感器:原理:加速度传感器是通过测量物体所受加速度的依据,从而确定物体的运动状态。

常见的加速度传感器有微机电系统(MEMS)加速度传感器和压电传感器等。

应用:加速度传感器广泛应用于汽车工业、智能手机、电子游戏、航空航天和体育健身等领域。

7.气体传感器:原理:气体传感器是通过测量空气中特定气体浓度来确定气体的种类和浓度。

常见的气体传感器有电化学传感器、红外传感器和半导体传感器等。

应用:气体传感器广泛应用于环境监测、工业生产、气体检测和安全防护等领域。

8.声音传感器:原理:声音传感器是通过测量声压水平来确定声音的强度和频率。

常见的声音传感器有电容式麦克风传感器和压电传感器等。

传感器应用举例及原理

传感器应用举例及原理

传感器应用举例及原理传感器是一种可以感知和测量某种物理量或环境参数的设备。

它可以将所测量的物理量转化为电信号或其他形式的输出信号,以便于被其他设备或系统处理和使用。

传感器被广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、汽车电子等领域。

以下是几个传感器应用的举例及其工作原理:1. 温度传感器:温度传感器是最常见的传感器之一,它可以测量物体或环境的温度。

其中一个常见的例子是室内温度传感器,被广泛应用于智能家居系统中。

它的工作原理是基于温度对物质的影响,如电阻、压力或电磁放射等。

常见的温度传感器包括热敏电阻、热电偶和红外线温度传感器。

2. 压力传感器:压力传感器可以测量液体或气体的压力,常用于工业自动化、汽车电子等应用中。

汽车轮胎压力传感器是一个常见的例子,它可以检测轮胎的压力是否过低或过高。

工作原理通常是基于敏感元件的弯曲或拉伸来测量压力。

常见的压力传感器包括应变片、电容式压力传感器和压电传感器等。

3. 湿度传感器:湿度传感器可以测量空气中的湿度,常用于气象观测、农业、温室控制等领域。

一个例子是空调系统中的湿度传感器,它可以感知室内空气的湿度,从而控制空调系统的制冷或加湿。

工作原理通常是基于湿度对敏感材料的吸收或释放水分来进行测量。

常见的湿度传感器包括电容式湿度传感器和电阻式湿度传感器等。

4. 光学传感器:光学传感器可以检测光的吸收、散射、反射或发射等现象,广泛应用于光学仪器、机器人、安防系统等领域。

一个例子是红外线传感器,它可以感知物体是否存在,被广泛用于自动门、人体检测和反射型光电传感器等应用。

工作原理通常是基于光敏材料的电阻、电容或输出电压的变化。

常见的光学传感器包括光电传感器、光纤传感器和光电开关等。

5. 加速度传感器:加速度传感器可以测量物体的加速度、振动或冲击,常用于移动设备、运动控制和体感游戏等领域。

一个例子是手机中的加速度传感器,它可以感知手机的倾斜、旋转或摇动。

工作原理通常是基于质量与受力之间的关系,通过测量质量与加速度之间的变化来判断物体的运动状态。

常用传感器及工作原理及应用

常用传感器及工作原理及应用

常用传感器及工作原理及应用
光电传感器是利用光敏物质对光的感应性能来测量光线的强度、颜色
以及位置等特性。

它工作原理是将光线照射到光敏物质上,光敏物质吸收
光能后会发生电信号的变化,通过测量这种变化来进行光线的测量。

光电
传感器广泛应用于自动控制系统中,如光电开关、光电遥感等领域。

温度传感器是用于测量物体温度的传感器。

它的工作原理有多种,如
热敏电阻原理、热电偶原理、红外线原理等。

其中热敏电阻原理是最常见
的工作原理,其通过测量物体的电阻值变化来间接测量温度。

温度传感器
广泛应用于气象、环境监测、家电、医疗设备等领域。

压力传感器用于测量物体受力后的压力大小。

它的工作原理有很多种,如电阻应变原理、膜片传感原理、振弦式原理等。

其中电阻应变原理是最
常见的工作原理,其通过利用压力作用后导致电阻值发生变化从而间接测
量压力。

压力传感器广泛应用于工业自动化、汽车制造、机械设备等领域。

加速度传感器用于测量物体的加速度。

其工作原理基于质量惯性原理,通过测量物体在受力作用下的加速度变化来间接测量物体的加速度。

加速
度传感器广泛应用于汽车碰撞检测、运动仪器、安全监测等领域。

声音传感器用于测量声音的强度、频率等特性。

其工作原理主要是通
过声音的机械能将声音转化为电信号来进行测量。

声音传感器广泛应用于
声学研究、通信设备、安防监控等领域。

综上所述,常用传感器的工作原理和应用领域各不相同,但都在不同
的领域起到了重要的作用。

常用传感器及工作原理及应用

常用传感器及工作原理及应用

常用传感器及工作原理及应用传感器是指能够将其中一种感知量变换成电信号或其他可以辨识的输出信号的装置。

它们广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗器械、汽车电子、智能家居以及移动设备等各个领域。

本文将介绍一些常用传感器的工作原理及应用。

1.温度传感器温度传感器用于测量环境的温度。

常见的温度传感器有热电偶、热电阻和半导体温度传感器。

热电偶通过两个不同金属之间的温差来产生电压,热电阻则利用温度对电阻的敏感性来测量温度,而半导体温度传感器则利用半导体材料的特性来测量温度。

温度传感器广泛应用于气象观测、工业生产过程中的温度控制和家电中的温度监测等领域。

2.光敏传感器光敏传感器可以测量光的强度和光的频率。

常见的光敏传感器有光敏电阻、光敏二极管和光敏晶体管。

光敏电阻根据光照的强弱改变电阻值,光敏二极管和光敏晶体管则根据光照的强弱改变电流值。

光敏传感器广泛应用于照明控制、安防监控和光电设备等领域。

3.声音传感器4.湿度传感器湿度传感器可以测量环境中的湿度。

常见的湿度传感器有电容式湿度传感器和电阻式湿度传感器。

电容式湿度传感器利用电容的变化来感应湿度,电阻式湿度传感器则是利用湿度对电阻的敏感性来感应湿度。

湿度传感器广泛应用于气象观测、室内湿度控制和农业领域等。

5.加速度传感器加速度传感器可以测量物体的加速度。

常见的加速度传感器有压电式加速度传感器和微机械式加速度传感器。

压电式加速度传感器利用压电效应来感应加速度,微机械式加速度传感器则是利用微机械结构的变化来感应加速度。

加速度传感器广泛应用于汽车电子、智能手机以及航空航天领域等。

总的来说,传感器在现代社会中扮演着重要的角色,广泛应用于各个领域。

通过测量和感应物理量,传感器能够实现自动化控制、环境监测和智能化等功能,为社会的发展和人们的生活带来了便利和效益。

传感器原理与应用

传感器原理与应用

传感器原理与应用
传感器是一种能够将非电信号转化为电信号的设备。

它通过感知某种特定的物理量或化学量,并将其转化为可测量的电信号,从而实现对环境和物体的感知和测量。

传感器的工作原理包括以下几种:
1. 电阻传感器:利用电阻的变化来测量被测量物理量的变化,如温度传感器、光敏电阻等。

2. 容抗传感器:利用电容值的变化来测量被测量的物理量的变化,如压力传感器、湿度传感器等。

3. 电感传感器:利用电感值的变化来测量被测量物理量的变化,如液位传感器、接近传感器等。

4. 磁阻传感器:利用磁阻值的变化来测量被测量物理量的变化,如磁场传感器、位置传感器等。

5. 光电传感器:利用光电效应来测量被测量物理量的变化,如光电传感器、光纤传感器等。

传感器在各个领域有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:
1. 工业自动化:传感器被广泛应用于工业领域,用于监测和控制各种物理量,如温度、湿度、压力、流量等。

2. 环境监测:传感器被用于监测环境中的各种污染物、气体浓度、温度、湿度等物理量,以保障环境质量。

3. 医疗健康:传感器被应用于医疗设备中,如心率传感器、血氧传感器、体温传感器等,用于监测患者的生理参数。

4. 智能家居:传感器被应用于智能家居系统中,用于感知环境的状态和人的行为,实现自动控制和智能化。

5. 汽车领域:传感器被广泛应用于汽车中,用于检测车辆状态、驾驶行为、环境条件等,实现安全监控和驾驶辅助功能。

6. 物联网:传感器是物联网的重要组成部分,通过感知和收集各种物理量的数据,实现设备间的通信和数据交互。

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3.介电常数变化型电容传感器 大多用于测量电介质的厚度、位移、液位,还可根据极板间介 质的介电常数随温度、湿度、容量改变而改变来测量温度、湿度、 容量等。变介电常数型电容传感器的结构原理
δ、h 、ε0—两固定极板间的距离、极间高度及间隙中空气的 介电常数;δx、hx、ε—被测物的厚度、被测液面高度和它的 介电常数;l、b、ax—固定极板长、宽及被测物进入两极板中 的长度(被测值);r1、r2—内、外极筒的工作半径。
原理公式:
K0称为金属丝的灵敏系数,其物理意义是单位应变所引起的电 阻相对变化。通常K0=1.7~3.6
大量实验表明,在电阻丝拉伸比例极限范围内,电阻的相对变 化与其所受的轴向应变是成正比的。
应用:
将应变片粘贴于弹性体表面或者直接将应变片粘贴于被测试 件上。弹性体或试件的变形通过基底和粘结剂传递给敏感栅,其电 阻值发生相应的变化,通过转换电路转换为电压或电流的变化,即 可测量应变。
4.4
电容式传感器
电容式传感器是将被测量(如尺寸、压力等)的变化转换成电 容量变化的一种传感器。
C=
ε A δ
一、电容式传感器的工作原理和类型 上式表明,当被测量δ、A或ε发生变化时,会引起电容 的变化。如果保持其中的两个参数不变,而仅改变另一个参 数,就可把该参数的变化变换为单一电容量的变化,再通过 配套的测量电路,将电容的变化转换为电信号输出。 根据电容器参数变化的特性,电容式传感器可分为极距 变化型、面积变化型和介质变化型三种,其中极距变化型和 面积变化型应用较广。
1. 极距变化型电容式传感器
在电容器中,如果两极板相互覆盖面积及极间介质不变, 则电容量与极距δ呈非线性关系。当两极板在被测参数作用下 发生位移,引起电容量的变化为
A dc 2 d
灵敏度
dc A Kd 2
灵敏度K与极距平方成反比,极距愈小,灵敏度愈高。 一般通过减小初始极距来提高灵敏度。由于电容量C与极距 δ呈非线性关系,故这将引起非线性误差。 实际应用中,为了提高传感器的灵敏度、增大线性工作 范围和克服外界条件(如电源电压、环境温度等)的变化对 测量精度的影响,常常采用差动型电容式传感器。
电容传感器特点与应用
主要优点: (1) 输人能量小而灵敏度高。 (2)电参量相对变化大。 (3) 动态特性好。
(4) 能量损耗小。
(5)结构简单,适应性好。 主要缺点: 非线性大。
应用 (1)电容式测厚仪: 测量金属带材在轧制过程中厚度 C1、C2工作极板与带材之间 形成两个电容, 其总电容 为C= C1+C2 。当金属带材 在轧制中厚度发生变化时, 将引起电容量的变化。通过 检测电路可以反映这个变化, 并转换和显示出带材的厚度。
由于不可避免地存在电荷泄漏,利用压电式传感器测量静 态或准静态量值时,必须采取一定措施,使电荷从压电元件经 测量电路的漏失减小到足够小的程度;而在作动态测量时,电 荷可以不断补充,从而供给测量电路一定的电流,故压电式传 感器适宜作动态测量。
三、压电元件常用的结构形式 在实际使用中,如仅用单片压电元件工作的话,要产生足够 的表面电荷就要很大的作用力,因此一般采用两片或两片以上 压电元件组合在一起使用。由于压电元件是有极性的,因此连 接方法有两种:并联连接和串联连接。 并联连接:两压 电元件的负极集 中在中间极板上, 正极在上下两边 并连接在一起, 此时电容量大, 输出电荷量大, 适用于测量缓变 信号和以电荷为 输出的场合。
3、按被测量的转换特征分:结构型和物性型。
结构型传感器:是依靠传感器结构参数的变化而实现信 号转换的。例如,电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容 量变化;电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感变化等。 物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理性质的变化 来实现信号变换的。例如利用水银的热胀冷缩现象制成水银温 度计来测温;利用石英晶体的压电效应制成压电测力计等。 4、按照能量的传递方式分:能量控制型和能量转换型。 能量控制型传感器是从外部供给辅助能量使其工作的,并由 被测量来控制外部供给能量的变化;能量转换型传感器是直接 由被测对象输入能量使其工作的,例如,热电偶温度计、弹性 压力计等 。
4.3
电感式传感器
电感式传感器的工作原理是电磁感应。它是把被测量如位移等, 转换为电感量变化的一种装臵。按照转换方式的不同,可分为自 感式(包括可变磁阻式与涡流式)和互感式(差动变压器式)两 种。 一、自感式传感器(可变磁阻式传感器 ) 可变磁阻式传感器自感 自感L与气隙δ成反比,而与气隙导磁截面积S0 成正比。 μ0—空气导磁率 ;W —线圈匝数
测力计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
温度计 压力计
二、传感器的组成 传感器通常由三部分组成: 敏感元件: 直接感受被测量,输出与被测量成确定关系。 转换元件: 敏感元件的输出就是转换元件的输入,它把输入转 换成电量参量 。 转换电路: 把转换元件输出的电量信号转换为便于处理、显 示、记录或控制的有用的电信号的电路。
三、传感器的类型 1、按被测对象分:位移传感器、压力传感器和压力传感器等; 2、按工作原理分:电阻应变式、电感式、电容式和压电式等;
明显呈现压电效应的敏感功能材料叫压电材料。 常用的压电材料有:压电单晶体,如石英、酒石酸钾钠等;多晶压 电陶瓷,如钛酸钡、锆钛酸铅、铌镁酸铅等,又称为压电陶瓷。此 外,聚偏二氟乙烯(PVDF)作为一种新型的高分子物性型传感材料得 到广泛的应用。(新型材料)
二、等效电路
压电元件等效为一个电荷源Q和一个电容器C0并联的等效电路。 也可等效为一个电压源U和一个电容器C0串联的等效电路 。
串联连接:上极板 为正极,下极板为 负极,在中间是一 元件的负极与另一 元件的正极相连接, 此时传感器本身电 容小,输出电压大, 适用于要求以电压 为输出的场合,并 要求测量电路有高 的输入阻抗。
4.5 磁敏传感器
磁敏传感器的磁敏元件对磁场敏感,能够将磁学物理量转换成 电信号。磁敏元件有霍尔元件、磁敏电阻、磁敏管等。 一、霍尔效应 金属或半导体薄片臵于磁场中,当有电流流过时,在垂直 于电流和磁场的方向上将产生电动势,这种物理现象称为霍尔 效应。
4.2
电阻应变式传感器
一、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片将应变转换为电 阻变化的传感器。是基于测量物体受力变形所产生应变的一种 传感器,最常用的传感元件为电阻应变片。 应用范围:可测量位移、加速度、力、力矩、压力等各种参数。
1、金属电阻应变片
金属电阻应变片的工作原理是基于金属的电阻应变效应工作
二、差动变压器式传感器(互感式)
双螺管线圈差动型,较之单螺 管线圈型有较高灵敏度及线性, 被用于电感测微计上,其测量 范围为0~300μm,最小分辨 力为0.5μm。线圈电感L1、L2 随铁芯位移而变化 . 测量精度高,量程较大。
三、电涡流式传感器 高频(数MHz以上)激 励电流i施加于邻近金 属板一侧的线圈,由线 圈产生的高频电磁场作 用于金属板的表面。在 金属板表面薄层内产生 涡流i ,涡流i又产生 反向的磁场,反作用于 线圈上,由此引起线圈 自感L或线圈阻抗z的变 化。L的变化程度取决 于线圈至金属板之间的 距离δ、金属板的电阻 率ρ、磁导率μ以及激 励电流i的幅值与角频 率ω等。
当被测位移量发生变化时,使线 圈与金属板的距离发生变化,从而导 致线圈阻抗z的变化,通过测量电路 转化为电压输出。高频反射式涡流式 传感器常用于位移测量。
低频透射式涡流传感器多用 于测定材料厚度。发射线圈ω1 和接收线圈ω2分别放在被测材料 G的上下,低频(音频范围)电压e1 加到线圈ω1的两端后,在周围空 间产生一交变磁场,并在被测材 料G中产生涡流i,此涡流损耗了 部分能量,使贯穿ω2 的磁力线 减少,从而使ω2产生的感应电势 e2减小。e2的大小与G的厚度及材 料性质有关,实验与理论证明, e2随材料厚度h增加按负指数规律 减小。因而按e2 的变化便可测得 材料的厚度。
对于半导体硅, πL=(40~80)×1011m2/N, E=1.67×1011N/m2, 则k0=πLE=50~100。 半导体电阻材料的灵 敏系数比金属丝的要 高50~70倍。
2)压阻式传感器的特点 优点: 灵敏度非常高,有时传感器的输出不需放大可直接用于测量; 分辨率高,例如测量压力时可测出10~20Pa的微压; 测量元件的有效面积可做得很小,故频率响应高; 可测量低频加速度和直线加速度。 缺点: 温度误差大,故需温度补偿或恒温条件下使用。
1)将应变片粘贴于被测构件上,直接用来测定构件的应力或 应变。例如,为了研究或验证机械、桥梁、建筑等某些构件在 工作状态下的受力、变形情况,可利用形状不同的应变片,粘 贴在构件的预测部位,可测得构件的拉、压应力、扭矩或弯矩 等。
2)应变片粘贴于弹性元件上,与弹性元件一起构成应变式传感器。 这种传感器常用来测量力、位移、压力、加速度等物理参数。在 这种情况下,弹性元件将得到与被测量成正比的应变,再通过应 变片转换成电阻的变化后输出。
的。 金属导体在外力作用下发生机械变形时,其电阻值随着它所 受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象,称为金属的 电阻应变效应。
金属应变片的结构和测量原理
电阻丝应变片是用直径为0.025mm具有高电阻率的电阻丝制 成的。为了获得高的阻值,将电阻丝排列成栅状,称为敏感栅, 并粘贴在绝缘的基底上。电阻丝的两端焊接引线。敏感栅上面粘 贴有保护作用的覆盖层。
当被测物体产生位移时,悬臂 梁随之产生于位移相等的挠度, 因而应变片产生相应的应变。 将应变片接入桥路,输出与 位移成正比的电压信号。
测量时,基座固定在振动体上。 振动加速度使质量块产生惯性 力,悬臂梁在惯性力的作用下 产生弯曲变形。梁的应变在一 定的频率范围内与振动体的加 速度成正比。
2、半导体应变片 1)压阻效应:半导体材料受到应力作用时,其电阻率会发 生变化的现象。 实际上,任何材料都不同程度地呈现压阻效应,但半导体 材料的这种效应特别强。
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