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電阻式傳感器測量原理和測量電路
電阻式傳感器測量原理和測量電路
一、電阻式傳感器測量原理



電阻式傳感器的基本原理是將被測的非電量轉(zhuǎn)化成電阻值的變化，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路變成電量輸出。根據(jù)傳感器組成材料變化或傳感器原理變化，產(chǎn)生了各種各樣的電阻式傳感器，主要包括壓敏式傳感器、熱敏傳感器、光敏傳感器、濕敏傳感器。



電阻傳感器可以測量力、壓力、位移、應(yīng)變、加速度和溫度等非電量參數(shù)。電阻式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，靈敏度較高，有的還可用于動態(tài)測量。



二、電阻式傳感器測量電路



以典型的固態(tài)壓阻式壓力傳感器為例，硅單晶材料在受到外力作用產(chǎn)生極微小應(yīng)變時(shí)，其內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)的電子能級狀態(tài)會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其電阻率劇烈變化。用此材料制成的電阻也就出現(xiàn)極大變化，這種物理效應(yīng)稱為壓阻效應(yīng)。利用壓阻效應(yīng)原理，采用集成工藝技術(shù)經(jīng)過摻雜、擴(kuò)散，沿單晶硅片上的特點(diǎn)晶向，制成應(yīng)變電阻，構(gòu)成惠斯登電橋（Wheatstonebridge），利用硅材料的彈性力學(xué)特性，在同一片硅材料上進(jìn)行各向異性微加工，就制成了一個(gè)集力敏與力電轉(zhuǎn)換檢測于一體的擴(kuò)散硅傳感器。再給傳感器匹配一個(gè)放大電路及相關(guān)外圍部件，使之輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號，就組成了一臺完整的變送器。



硅壓阻式傳感器一般對溫度比較敏感，但隨著集成工藝技術(shù)的進(jìn)步，擴(kuò)散硅敏感膜的四個(gè)電阻一致性也得到進(jìn)一步提高，而且在新一代的傳感器中，原始的手工補(bǔ)償已被激光調(diào)阻、計(jì)算機(jī)自動修調(diào)等技術(shù)所替代，傳感器的溫度系數(shù)已經(jīng)非常小了，工作溫度范圍也大幅度提高了。

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