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文档简介

变阻器式传感器工作原理,电阻式传感器,1,2,测量电路,3,金属电阻应变片的结构(a)丝式(b)箔式,电阻应变式传感器工作原理1)金属电阻应变片,4,1)金属电阻应变片,假设一根长度为L横截面积为A电阻率为，则电阻R为,当受到应变作用，L、A和都会发生变化，使得R产生的相对变化为,设金属的截面半径为r,则有,5,根据材料力学理论，对于受拉压得圆杆有,其中：-所承受的应变-材料的泊松比-轴向应力-材料的压阻系数E-材料的弹性模量,带入原式有,6,体型半导体应变片的结构1引线；2半导体片；3基片,2)半导体应变片,7,薄膜型半导体应变片的结构1锗膜；2绝缘层；3金属箔基底；4引线,扩散型半导体应变片的结构1N型硅；2P型硅扩散层；3二氧化硅绝缘层；4铝电极；5引线,测量电路直流电桥电路(1)平衡条件,8,直流电桥电路,9,当R无限大时，电桥有输出电压,L,如果R为应变片电阻，初始时应变片未受应变，电桥处于平衡状态,1,此时U=0电桥处于平衡条件,0,10,当电桥R承受应变产生R的变化时，输出电压为,1,1,假设,n=R2R1=R3R4,略去分母中微量则有,R1R1,11,非线性误差的补偿方法,上式是一种理想化的线性关系，是假定应变片电阻R1R1的相对变化很小，而且可忽略的理想情况。,减少和消除非线性误差的方法，有如下几种：（1）采用差动电桥（2）提高桥臂比,半差动电桥,在同一试件上分别粘贴两只应变片，一只感受拉力，一只感受压力，两者符号相反，大小相等。半差动电桥不仅能消除非线性误差，而且可使得电压灵敏度比使用单应变片时提高一倍，同时还可起到温度补偿作用。,12,全差动电桥电路,若是在同一试件上分别粘贴四片应变片，其中两片受拉力，两片受压力将两个应变符号相同的应变片接在相同的桥臂上，则构成全差动电桥。采用全差动电桥的输出电压是用单应变片工作电桥灵敏度的四倍，是半差动电桥的两倍。,13,汽车上的电阻式传感器主要有翼片式空气流量计、节气门位置传感器、半导体压阻式进气压力传感器、加速踏板位置传感器、安全气囊中央碰撞传感器、可变电阻式液位传感器等。,电阻式传感器在汽车上的应用,14,几种电阻应变式传感器的原理示意图(a)位移传感器(b)加速度传感器(c)力传感器(d)扭矩传感器(e)压力传感器,15,翼片式空气流量计,图4.16翼片式空气流量计的结构,16,图4.19翼片式空气流量计电路原理,图4.20翼片式空气流量计的工作原理,17,线性输出型节气门位置传感器结构与输出特性(a)结构组成(b)输出特性,线性输出型节气门位置传感器与ECU的连接,18,压阻式进气压力传感器的结构,压阻式进气压力传感器的工作原理,19,加速踏板位置传感器的电路与输出特性1传感器可调范围；2控制使用范围；3全闭；4全开,20,安
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