第2章力学量传感器与应用
导致其电阻值发生变化的物理现象称为电阻应变 效应。
2.3 电阻应变式传感器 一、工作原理应变片的工作原理
金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大 。
R
l A
l r2
❖ 当金属丝受拉时，其长度伸长dl，横截面将相应 减小dS，电阻率也将改变dρ，这些量的变化， 必然引起金属丝电阻改变dR
正确应用和维护压电传感器。
2.1 压力检测基础
2.1.1压力的定义 p F S
压力是垂直而均匀地作用在单位面积上的力，即物理 学中常称的压强。
2.1.3 压力的计量单位 压力是力和面积的导出量。
❖ 压力单位又称为帕斯卡或简称帕，符号为Pa。 1Pa＝1N/m2。
❖ 工程上常用kPa(103Pa)和MPa(106Pa)表示。 我国已规定帕斯卡为压力的法定单位。
2.2.2 弹性敏感元件的材料及基本要求 对弹性敏感元件的基本要求： 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）； 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； ④抗氧化性和抗腐蚀性等化学性能良好。
2.2.3 变换力的弹性敏感元件 ❖ 所谓变换力的弹性敏感元件是指输入量为力F，输出量为应
❖ 基本步骤如下。 ⑴应变片的检查 ⑵试件的表面处理 ⑶确定贴片位置 ⑷粘贴应变片 ⑸固化处理 ⑹粘贴质量检查 ⑺引出线的固定与保护 ⑻防潮防蚀处理
2．测量转换电路
❖机械应变一般在10 µε～3 000 µε之间，而应 变灵敏度k值较小，因此电阻相对变化是很小的， 用一般测量电阻的仪表是难直接测出来，必须用 专门的电路来测量这种微弱的变化，最常用的电 路为直流电桥和交流电桥。
❖ 2.2 弹性敏感元件 1.物体在外力作用下改变原来尺寸或形状的现象称为变形; 2.若外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸或形状， 这种变形称为弹性变形。 3.具有弹性变形特性的物体称为弹性元件。
弹性敏感元件感受力、力矩、压力等被测参数，并通过它将 被测量变换为应变、位移等，即通过它把被测参数由一种物理 状态转换为另一种所需要的物理状态，故称为弹性敏感元件。
2.3.3、电阻应变片的粘贴技术
应变片在使用时通常是用粘接剂粘贴在在弹牲体上的， 粘贴技术对传感器的质量起着重要的作用。
常用的粘接剂有酚醛树脂胶、环氧树脂胶、502胶水等。 应变片在粘贴时，必须遵循正确的粘贴工艺，保证粘 贴质量，这些都与最终的测量精度有关。应变片的粘贴步 骤如下。
4.应变片的粘贴技术
2.测量转换电路
❖ 最常用的电路为直流电桥和交流电桥。下面以 直流电桥电路为例，简要介绍其工作原理及有 关特性。
U o(R 1 R 1R R 2 2)2( R R 1 1 R R 2 2 R R 3 3 R R 4 4)U i
一般采用全等臂形式，即R1=R2=R3=R4=R， 上式可变为
UoU 4i( R R 11 R R 22 R R 33 R R 44)
❖ 电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载 特性。
2.2.3 电位器传感器的应用实例
1．电位器式压力传感器 ❖ YCD—150型远程压力表原理图
电位器式压力传感器的工作原理
2.3、电阻应变式传感器
2.3.1、应变效应与应变片 ❖ 电阻应变片是能将被测试件的应变量转换成电阻
变化量的敏感元件。它是基于电阻应变效应而制 成的。
❖ 将敏感栅粘贴在绝缘的基片上，两端焊接引出导 线，其上再粘贴上保护用的覆盖层，即可构成电 阻丝应变片。
⑵、应变片类型
❖ 应变片主要有金属应变片和半导体应变片两类。 金属片有丝式、箔式、薄膜式三种，其结构如图 2-10所示。
3.应变片参数
⑴标准电阻值（R0）120欧； ⑵绝缘电阻（RG）； ⑶灵敏度系数（K）； ⑷应变极限（ξmax）； ⑸允许电流（Ie）； ⑹机械滞后及零漂等 ；
dRSdlS2ldSSl d
❖ 根据材料力学原理，金属丝受拉时，沿轴向伸长， 而沿径向缩短，二者之间应变的关系为
y x
❖ 实验证明，在金属丝变形的弹性范围内，电阻的 相对变化R/R与应变是成正比
R R
Kx
2.电阻应变片的结构与类型
⑴应变片基本结构
❖ 电阻应变片由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部 分组成。其中，敏感栅是应变片的核心部分，电 阻丝排列成栅网状，故称为敏感栅。
第2章 力学量传感器及应用
第2章 力学量传感器及应用
❖ 知识目标\技能目标 通过本课题的学习，
❖ 能正确给应变片选择相应的弹性敏感元件， ❖ 熟练掌握电阻应变片的粘贴工艺， ❖ 利用电阻应变片构成电桥电路；熟悉压电元件的
连接方式， ❖ 了解压电式传感器的性能、特点， ❖ 能分析由压电传感器组成检测系统的工作原理，变或Fra bibliotek移的弹性敏感元件。
❖ 常用的变换力的弹性敏感元件有实心轴、空心轴、等截面圆 环、变截面圆环、悬臂梁、扭转轴等，如图所示。
2.1.4 变换压力的弹性敏感元件 1．弹簧管 （定性分析）
2.1.4 变换压力的弹性敏感元件 2．波纹管
2.2 、电位器传感器
电位器是一种常用的机电元件，广泛应用于各 种电器和电子设备中。它是一种把机械的线位 移或角位移输入量转换为与它成一定函数关系 的电阻或电压输出的传感元件，主要用于测量 压力、高度、加速度等各种参数的测量
1. 刚度 ❖ 刚度是弹性敏感元件在外力作
用下抵抗变形的能力 。
k limF dF x0 x dx
❖ 2. 灵敏度 ❖ 灵敏度就是弹性敏感元件在单
位力作用下产生变形的大小。
它是刚度的倒数，即 K dx dF
3.弹性滞后 实际的弹性元件在加、卸载的正、反行程中变形 曲线是不重合的，这种现象称为弹性滞后现象， 如图2-3所示。
2.2.1、电位器的原理和基本结构
1．电位器的转换原理
❖ 电位器的电压转换原理如图所示，设电阻体长
度为L，触点滑动位移量为x，两端输入电压
为Ui，则滑动端输出电压为
x
❖
Uo LUi
角位移式电位器
❖ 对角位移式电位器来说，Uo与滑动臂的旋转
角度成正比，即
Uo
360
Ui
2.2.2、电位器传感器负载特性
高中人教物理选择性必修二(教案)常见传感器的工作原理及应用
常见传感器的工作原理及应用【教学目标】一、知识与技能1．知道传感器中常见的四种敏感元件：光敏电阻、热敏电阻、电阻应变片和霍尔元件。
2．通过实验，知道常见传感器的工作原理及应用。
二、过程与方法通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。
三、情感、态度与价值观体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。
通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。
【教学重点】知道传感器中常见的四种敏感元件：光敏电阻、热敏电阻、电阻应变片和霍尔元件。
【教学难点】知道常见传感器的工作原理及应用。
【教学过程】一、复习旧知1．传感器：能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置。
2．传感器的种类：①物理传感器：力传感器、磁传感器、声传感器等②化学传感器：离子传感器、气体传感器等③生物传感器：酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等3．传感器的基本部分：敏感元件、转换元件敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分。
转换元件：能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。
4．传感器应用的一般模式那么，常见的传感器是怎样感知非电学量，并将其转换为电学量的呢？利用不同的敏感元件制成的各种传感器又有哪些应用呢？二、学习新知（一）光敏电阻学生实验1：学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测量一只光敏电阻的阻值，实验分别在暗环境和强光照射下进行。
学生总结实验结果：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小。
师生总结：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
教师简单介绍：光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。
有些物质，例如硫化镉，是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。
力学量传感器
三、其他情况 基长l0应尽量选用短的，这样可更真实测出被测部位的应变．提高测试精度。
注： V----应变波传播速度
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一、应变片检查 二、修整应变片 三、试件表面处理 四、划粘贴应变片的定位线 五、粘贴应变片 六、粘合剂的固化处理 七、应变片粘贴质量的检查 八、引出线的固定保护 九、应变片的防潮处理
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一、丝式应变片 1．回线式应变片 2．短接式应变片二、箔式应变片三、薄膜应变片四、半导体应变片
3.3 电阻应变片的种类、材料和参数
电阻应变片的种类
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1．回线式应变片 图 (a)为常见的回线式应变片构造图。
一、丝式应变片
试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变 如果粘贴在试件上一段长度为l0的应变丝．当温度变化△t时，应变丝受热膨胀至lt1,而应变丝下的试件伸长为lt2:
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由上面的式子可知，如果β试和β丝不相等，则△lt1和△lt2 也就不等，但是应变丝和试件是粘结在一起的，若β丝<β试，则应变丝被迫从△lt1拉长到△lt2，这就使应变丝产生附加变形△ltβ ：
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3.5 电阻应变片的动态响应特性
当试件或弹性元件的应变大小和方向随时间改变时，应变片处于动态下工作。这就会出现：应变从试件或弹性元件传到敏感栅要用多长时间在进行高频的动态应变测量时，哪些因素影响应变片对动态应变的响应。
应变波经过试件或弹性元件材料粘合层最后传播到应变片
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压阻效应的解释,依据HERMY关于半导体多能谷导带价带模型的公式,当力作用于硅晶体时,晶体的晶格发生形变,它使载流子产生一个能谷到另一个能谷的散射,载流的迁移率发生变化,扰动了纵向和横向的平均有效质量,使硅的电阻 发生变化.这个变化随Si单晶的取向不同而不同.即Si的压阻效应与晶体取向有关
传感器原理其在力学中的应用
传感器原理与其在力学中的应用传感器（transducer/sensor）是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号（一般为电信号）的器件或装置。
传感器按输入信号分类可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感受器、力/压力传感器等。
一、静力学传感器1．测力传感器——柱（筒）式力传感器图（一）为柱式力传感器，弹药性敏感元件为实心或空心的柱体（截面积为S，材料弹性模量为E），当柱体向受拉（压）力F作用时，在弹性范围内，应力σ与应变ε成正比关系。
图（一）轴向应变：横（周）向应变：应变片粘贴在弹性柱体外壁应力分布均匀的中间部分，沿轴向和周向对称地粘贴多片应变片。
贴片在柱面的展开位置及其在桥路中的连接如图所示（d）和(e)所示。
图（一）中作用力F在各应变片上产生的应变分别为全桥接法的总应变ε0为电桥输出电压为从而得到被测力F为2、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、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。
但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。
下面我们主要介绍这类传感器。
在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。
电阻应变片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。
新人教版高中物理选修3-2课件 传感器的应用
[学习目标] 1．了解传感器在日常生活、生产中的作用。 2．理解传感器在电子秤、电熨斗、火灾报警器等日常 生活用品上的应用原理。
一、传感器应用的一般模式┄┄┄┄┄┄①
[说明] 传感器问题的分析思路 物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、 光等)转换为便于测量的电学量的器件。可以把传 感器的应用过程分为三个步骤： (1)信息采集。 (2)信息加工、放大、传输。 (3)利用所获得的信息执行某种操作。
[典型例题] 例 2.(2017· 江苏高考 ) 某同学通过实验 制作一个简易的温控装置， 实验原理电路图 如图 1 所示， 继电器与热敏电阻 Rt、 滑动变 阻器 R 串联接在电源 E 两端，当继电器的 电流超过 15 mA 时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。 继电器的电阻约 20 Ω，热敏电阻的阻值 Rt 与温度 t 的关系如下 表所示。 t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
F1－F2＝ma1
F1－F2 14－6 可得 a1＝ m ＝ m/s2＝4 m/s2 2
a1 与 F1 同方向，即向前(向右)。 (2)a 传感器的读数恰为零， 即左侧弹簧的弹力 F1′＝ 0，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短 多少，所以右侧弹簧的弹力变为 F2′＝20 N。 滑块所受合力产生加速度 a2，由牛顿第二定律得 F ＝F2′＝ma2 [答案] F2′ 可得 a2＝ m ＝10 m/s2，方向向左。 (1)4 m/s2 方向向右 (2)以方向向左、大小
1.生活中的传感器 (1)与温度控制相关的家用电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空 调、消毒碗柜等，都用到温度传感器。 (2)红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红 外测温仪以及防盗、防火报警器等。 (3)照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等。 2．农业生产中的传感器 (1)湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水。
第2章力学量传感器及应用
① 当在轴x方向施加作用力时, 在与电轴 x 垂直的平面上将产生电荷, 其大小为 qx = d11 Fx 式中: d11——x方向受力的压电系数; Fx——作用力
② 若在同一切片上, 沿轴y方向施加作用力Fy, 则 仍在与x轴垂直的平面上产生电荷qy, 其大小为： qy=d12fya/b 式中:d12——y轴方向受力的压电系数, d12=-d11; a、 b——晶体切片长度和厚度。
Ca Ra Cc Ri Ci Q Ca Ra Cc Ri
Ci
Ua
(a)
(b)
图3-5 压电传感器的实际等效电路 （a）电压源 （b）电流源
电荷放大器
（1+A）CF>>（Ca+Cc+Ci）
Ui q
Ca
q
Cf
Uo
Ra
Ri Cc Ci
（1）电压放大器
Ca：传感器的电容； Ra：传感器的漏电阻； Cc：连接电缆的等效电容； Ri：放大器的输入电阻； Ci：放大器的输入电容；
常用的变换力的弹性敏感元件有实心轴、空心轴、等截面圆
环、变截面圆环、悬臂梁、扭转轴等，如图所示。
2.1.4 变换压力的弹性敏感元件 1．弹簧管 （定性分析）
2.1.4 变换压力的弹性敏感元件 2．波纹管
2.2 、电位器传感器
电位器是一种常用的机电元件，广泛应用于各
种电器和电子设备中。它是一种把机械的线位 移或角位移输入量转换为与它成一定函数关系 的电阻或电压输出的传感元件，主要用于测量 压力、高度、加速度等各种参数的测量
R4 R3 Ｕ０ R1 R2 R2 R1 Ｆ
KU 2 3 5 103 U0 15 2 2
mV
常见传感器的工作原理及应用—-高中物理选择性必修第二册
(3)霍尔电压与组成霍尔元件的材料无关。(
)
(1)明确光敏电阻的电阻特性;
(1)分析为什么会出现电压。
解析:霍尔电压与组成霍尔元件的材料有关。
常用的一种力传感器是由金属梁和电阻应变片组成的,称为应变式力传感器。
电阻丝的电阻率随温度发生了变化
答案:×
(4)霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。
除了金属电阻应变片外,常用的电阻应变片还有半导体电阻应变片,它的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。
电阻丝的电阻率随温度发生了变化
(3)霍尔电压与组成霍尔元件的材料无关。
二、金属热电阻和热敏电阻
(2)试推导UH的表达式。
(1)明确光敏电阻的电阻特性;
(2)光敏电阻是用半导体材料(如硫化镉)制成的。
解析:霍尔电压与组成霍尔元件的材料有关。
阳光直接照射时,电阻值变得更小。
(2)实验结论:光敏电阻的阻值随光照强度的增强而明显减小。
探究一
探究二
探究三
随堂检测
知识归纳
光敏电阻的特点及工作原理
(1)当半导体材料受到光照或者温度升高时,会有更多的电子获得能
量成为自由电子,同时也形成更多的空穴,于是导电能力明显增强。
(2)光敏电阻是用半导体材料(如硫化镉)制成的。它的特点是光照
2.常见传感器的工作原理及应用
学习目标
1.通过实验,了解常见传感器
的工作原理,会利用传感器
制作简单的自动装置。
2. 认 识 简 单 的 自 动 控 制 电
路。
思维导图
必备知识
自我检测
一、光敏电阻
1.光敏电阻是用硫化镉做成的,光照强度不同时电阻不同,光敏电阻
是光传感器中常见的光敏元件。
力学传感器及其应用
3Fl 4bh2 E
式中：l—梁的长度(m)； b—梁的宽度(m)； h—梁的厚度(m)； F—受力（N）； E—元件材料的弹性模量（Pa）
16
2、弹性元件力与应变关系的结论★
在电阻应变式测力传感器中，当弹性元件的 尺寸和材料确定后，弹性元件在外力作用下所产 生的应变与外力成正比。
17
3．应变片
A
1.908FR0 bh 2 E
B
1.092FR0 bh 2 E
h
4.35FR bh2 E
式中：εA一A处的应变值
εB一B处的应变值
εh一电桥输出的应变值； R0一薄壁环平均半径(m)；
R一薄壁环内圆半径(m)； b—薄壁环的宽度(m)；
h一薄壁环的厚度(mm)。 F—受力（N）；
E—元件材料的弹性模量（Pa）
电气式测力传感器的分类有：
参量型测力传感器： 将被测物理量转化为电参数。如电阻、电容或电感等。 发电型测力传感器： 将被测物理量转换为电源性参量。如电动势、电荷等。
4
2、测力传感器的种类 ★
电气式测力传感器
参量型测力传感器
发电型测力传感器
电阻应变式 电容式 测力传感器 电感式
压电式 压磁式
测力传感器
电阻应变片(简称应变片)的作用是把导体的 机械应变转换成电阻应变，以便进一步电测。
实际的应变片根据敏感元件材料的不同，主 要分为金属电阻应变片和半导体应变片两类。
金属电阻应变片分为体型和薄膜型。 半导体应变片常见的有体型、薄膜型、扩散 型、外延型、PN结及其他形式。
18
金属电阻应变片的工作原理
设金属电阻丝长度为L，截面积为S，电阻率为ρ，则
K
dR/R受两个因素影响: ①受力后材料几何尺寸的变化, 即(1+2μ)ε; ②受力后材料压阻效应产生的变化, 即πLEε。
第1节 认识传感器 第2节 常见传感器的工作原理及应用
第1节认识传感器第2节常见传感器的工作原理及应用学习目标要求核心素养和关键能力1.知道传感器的概念和工作原理。
2.知道光敏电阻、热敏电阻的特性和应用。
3.了解霍尔元件的原理。
4.会分析传感器在生产生活中的应用。
1.科学思维通过对传感器工作原理的理解，体会将非电学量转化为电学量的方法。
2.关键能力科学探究能力。
一、认识传感器1．传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。
通常是电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。
2．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
3．传感器的组成：传感器的基本部分一般由敏感元件、转换元件组成。
4．传感器应用的一般模式【判一判】(1)传感器可以把非电学量转换为电学量。
(√)(2)传感器可以把力学量(如形变量)转变成电学量。
(√)(3)传感器可以把热学量转变成电学量。
(√)(4)传感器可以把光学量转变成电学量。
(√)二、光敏电阻1．特点：光照越强，电阻越小。
2．原理：无光照时，载流子少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。
3．作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
三、金属热电阻和热敏电阻1．热敏电阻：用半导体材料制成。
可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻。
(1)正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻增大。
(2)负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小。
2．金属热电阻：金属的电阻率随温度升高而增大，利用这一特性，金属丝也可以制作成温度传感器，称为热电阻。
【判一判】(1)光敏电阻的阻值随光线的强弱变化，光照越强电阻越小。
(√)(2)热敏电阻在温度升高时阻值变小。
(×)(3)金属热电阻在温度升高时阻值变小。
(×)(4)热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但灵敏度低。
人教版高中物理选修3-2课件-传感器的应用
3．温度传感器的应用——电熨斗 (1)电熨斗的构造(如图所示)：
(2)双金属片温度传感器的作用是 控制电路通断
，
双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属．
4．温度传感器的应用——电饭锅 电饭锅中的温度传感器主要元件是
2．应变式力传感器的工作原理 如上图所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上 下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力 F，则梁发生弯曲， 上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面 应变片的电阻变小．F 越大，弯曲形变越大，应变片的阻值变化 就越大．如果让应变片中通过的电流保持恒定，则上表面应变 片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小．因此可得， 力 F 越大，输出的电压差值就越大．
感温铁氧体 ，它具
有这样的性质：常温下具有 铁磁性 ，能被磁体吸引，当温
度上升到约 103 ℃时，就失去 铁磁性 ，不能被磁体吸引，
因此 103 ℃这个临界温度直接决定了开关的动作．
5．光传感器的应用——火灾报警器
烟雾式火灾报警器的结构如图，烟雾上升，到达天花板底 下，烟感报警器通过烟发现火灾，所以烟雾式火灾报警器安装 在 天花板 上．
(3)由闭合电路欧姆定律得 U＝IR 串(R 串为 P1、P2 间的电阻，I 为通过滑线电阻的电流) 又 E＝IR，因而有UE＝RR串＝Lx(x 为 P1、P2 间的距离) 则 x＝x2－x1＝mkg，联立解得 m＝kgLEU.
【点评】 力传感器能够把物体的形变转换为电压或电流 的变化，外力越大，电压或电流的变化就越大，由变化的差值 大小，可以得知外力的大小．力传感器的种类繁多，在具体应 用中，应能依据其特性，综合利用其他知识进行分析与计算．
传感器与检测技术-力学量传感器及应用
v 2.1.4 压力测量仪表的分类 1.柱式压力仪表 把被测量压力表式成液柱高度测压力，如U型管压力计、 单管压力计。在工业生产过程中有一定使用。 特点：读数直观、数据可靠、准确度高，不仅能测表压、 差压、还能测负压。但只能测较低的压力或差压。只能进 行现场指示。 2.弹性式压力仪表 把被测压力转换成弹性元件受压变形所产生的位移大小来 测量。如单圈弹簧管压力计、多圈弹簧管压力计、波纹管 压力计和簧片式压立计等，在工业过程中较常用。
v应力值σ正比于应变，而试件应变 正比于电阻
值的变化，所以应力σ正比于电阻值的变化，这 就是利用应变片测量应变的基本原理。
2.测量转换电路
v最常用的电路为直流电桥和交流电桥。下面以直 流电桥电路为例，简要介绍其工作原理及有关特性。
一般采用全等臂形式，即R1=R2=R3=R4=R， 上式可变为
⑴ 半桥单臂工作方式
⑵半桥双臂工作方式 v⑶全桥4臂工作方式
3.电桥的线路补偿 v⑴ 零点补偿
⑵温度补偿
2.3.3 应变式传感器应用实例 v1.应变式测力与荷重传感器
⑴柱式力传感器
⑵ 梁式力传感器
2.压力传感器
3.位移传感器
4.加速度传感器
2.4 固态压阻式传感器
v 2.4.1半导体压阻效应 v 固体材料受到压力后，它的电阻率将发生一定的变化，所
v压阻式压力传感器的主要优点是体积小, 结构比较 简单, 动态响应也好, 灵敏度高, 能测出十几帕斯 卡的微压, 它是一种比较理想、目前发展和应用
较为迅速的一种压力传感器。
2.压阻式加速度传感器
2.5 压电式力学传感器
v2.5.1 压电效应 v1.压电效应的概念 v某些电介质, 当沿着一定方向对其施力而使它变形