生物医学传感器原理及应用第三章：电阻式传感器

第三章电阻式传感器本章学习要点理解电阻式传感器的分类掌握常用电阻式传感器的工作原理理解电阻式传感器的测量电路了解常用电阻式传感器的应用

电阻式传感器的基本原理：将被测物理量的变化(位移、振动、加速度)转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路显示或记录被测量值的变化。其种类繁多，应用广泛。

按照其工作原理可分为：变阻器(电位器)式、应变式电阻、固态压阻式、热敏电阻式、气敏电阻式、磁敏电阻式等。应变式电阻传感器是利用导体和半导体材料的应变效应，把非电量的压力和位移等参数转换为电阻变化的传感器，最常用的传感元件为电阻应变片。3.1电位式传感器是将位移或其他能够派生为位移的物理量转换为电阻分压比或电阻变化的传感器特点:结构简单，稳定性和线性较好，受环境影响小，输出信号大，可作任意函数特征输出，适用于较大位移测量。缺点：存在摩擦、磨损，要求有较大能量输入，可靠性和寿命受限。电位器安结构形式可分为：线绕式、薄膜式、光电式按其特性可分为：线性和函数电位器按测量类型单圈电位器、多圈电位器、直线滑动式电位器3.1.1线性电位器的空载特性1、电位器位移传感器

线性电位器是在横截面积处处相等的骨架上由材料均匀的导线，按相等的节距绕制而成。L-变阻器总长X—电刷位移量等效电路分析R：总电阻RL：电刷电阻UL：激励电压UX：输出电压K：电位器灵敏度线绕电位器是由一匝匝的离散导线绕制而成，它的输出电压与位移X呈现阶梯形变化的曲线3.1.2线绕电位器的阶梯特性和阶梯误差电刷从一匝到另一匝，输出电压出现阶梯变化W—总匝数阶梯误差——理想阶梯曲线和理论直线的最大偏差电压与最大输出电压之比的百分数。W↑，ρj↓。但尺寸限制，W不能无限大。2、电位器式角度传感器电阻与角度的关系为：Ui：激励电压U0：输出电压K：电位器灵敏度3.1.3非线性电位器空载时，输出电压（电阻）与电刷位移之间具有非线性函数关系。通过它，可获得特殊要求的各种非线性函数，对传感器弹性元件的非线性和电位器的负载特性进行线性补偿。t：相邻两导线的间距，b：骨架厚度，h：骨架度，a：导线截面积，：导线的电阻率。若希望R按一定规律随位移X变化，即可用右式求出骨架高度随X的变化规律变骨架式电位器是利用改变骨架高度或宽度（即骨架截面积）的方法来实现非线性函数特性当电刷有一匝移到另一匝时，电阻的变化率为：2、变节距式电位器在保持、a、b、h不变的条件下，用改变节距t的方法来实现所要求的非线性特性节距为：根据需要，令进行设计3.1.4光电电位器特点：非接触式以光束代替电刷(避免磨损，提高稳定和寿命)阻值宽：500

~15M

寿命：亿万次循环分辨率高有较大延时工作温度范围窄1：光电导层2：基体3：电阻带4：窄光束5：集电极3.1.5电位器的负载特性接入负载时，由于负载电阻和电位器的比值有限，此时所得的特性为负载特性负载特性偏离理想空载特性的偏差称为电位器的负载误差电位器的负载电阻为RL，则此电位器的输出电压为：设：负载误差：负载特性偏离空载特征的值。令：对于线性电位器：r=x

上式分子分母同除R2，则：当Rl↓，α↓时，e↑减少负载误差的方法：①采用线性校正网络；②采用非线性电位器。则负载误差：空载时Yk=X对上式进行微分并令其等于零，可求出误差最大值若令：负载系数m=0为空载特性负载输出电压比空载输出电压低则负载误差：为减小负载误差尽量减小m。可采用高输入阻抗放大器3.1.6电位器式传感器实例电位器式传感器因动态范围大，输出信号大，多用于测量比较强的物理量在生物医学测量中，可用于测量呼吸等生理参数电位器式传感器包括电位器式位移传感器、电位器式压力传感器、电位器式加速度传感器弹簧管—电位器式压力传感器弹簧管受气体和液体压力作用时，其自由端发生位移，推动电刷，改变它在电位器的位置，从而得到电刷上电压的变化波纹管—电位器式压力传感器波纹管受气体和液体压力作用时，其自由段发生位移推动电刷，改变它在电位器上的位置从而得到电刷上电压的变化电位器式压力传感器被测流体通过膜盒的内腔—>膜盒硬中心产生弹性位移—>推动连杆上移—>使曲柄轴带动电位器的电刷滑动输出一个与被测压力成比例的电压信号1—膜盒；2—连杆；3—曲柄；4—电刷；5—电阻元件电位器式加速度传感器1—惯性块2—片状弹簧3—电阻元件4—电刷5—壳体6—活塞阻尼器惯性质量块在被测加速度的作用下—>使片状弹簧产生正比于被测加速度的位移—>引起电刷在电位器的电阻元件上滑动—>输出一个与加速度成比例的电压信号。3.2电阻应变式传感器3.2.1金属导线的电阻应变效应3.2.2电阻应变片的种类3.2.3电阻应变片的特性3.2.4应变片的粘贴技术和选择3.2.5电阻应变片传感器的应用电阻应变片式传感器由弹性元件、电阻应变片和其他附件组成弹性元件实物图被测量——→弹性元件(形变)——→电阻应变片（形变）——→电阻变化－—→输出电阻相对变化K—电阻应变片灵敏度系数工作原理:1856年，汤姆森（W.Thomson）对金属丝进行拉伸试验，发现金属性应变和电阻变化有函数关系1938年，西门斯(E.Simmons)等人制作出第一批实用的纸基丝绕式电阻应变片40年代，出现由测量电桥和放大器组成的应变计，开始广泛应用1953年，P杰克逊利用光刻技术，制作出箔式应变片1954年，史密斯发现半导体压阻效应1957年，半导体应变片问世60年代，出现直流放大器的电阻应变片LordKelvin（1824-1907）惠斯登电桥（WheatstoneBridge）3.1.1金属导线的电阻应变效应当弹性元件在外力作用下发生机械变形时，粘贴在表面的电阻应变片也随之变形，其电阻随着所受机械变形（伸长或缩短）的变化而发生变化的现象电阻相对变化△R/R与变形△L/L的关系为：其中k为电阻应变片的灵敏度系数，应变为

=△L/L金属导线的电阻应变效应根据电阻材料的电导率与尺寸的关系，对于圆形截面有：其中

s为金属材料的泊松比（或者称为横向变形系数）；ks为金属丝的灵敏系数两边取对数后再微分：金属导线的电阻应变效应电阻丝的（轴向）应变：电阻丝的（径向）应变：泊松比：金属导线的电阻应变效应金属材料的灵敏系数：制作应变片的要求：第一项几何变形引起，第二项材料ρ变化，实验测定。灵敏系数Kc在尽可能大的应变范围内是常数，即电阻变化与应变呈线性关系Kc尽可能大具有足够的热稳定性，电阻温度系数小，高温时耐氧化性能好电阻率高，当要求应变片有一定的电阻值时，线材的长度短，则线栅的尺寸小优良的加工与焊接性能制作应变片的材料：铜镍合金、镍铬合金、铁铬合金、铁镍铬合金和贵金属3.2.2电阻应变片的种类和特点电阻应变计，也称为应变计或应变片，是一种能将机械构件上的应变的变化转换为电阻变化的传感元件。1电阻丝2基片3覆盖层4引线L为应变计的标距，也称为基栅a为基栅宽L×a为应变计的使用面积电阻丝应变片的基本结构电阻应变片的种类1、金属电阻应变片（1）电阻丝式应变片：U型：常用，横向效应比H型大H型：横向部份电阻小，△R/R相对变化小；缺点：疲劳寿命低金属电阻应变计常见的形式有丝式、箔式、薄膜式等1、金属电阻应变片（2）金属箔式应为片：横向效应小，薄1μm～10μm，易粘贴在弯曲表面，较好反映表面变形，光刻腐蚀等工艺技术制造。1、金属电阻应变片（3）金属薄膜应变片：真空蒸发或层积，薄膜电阻薄膜（0.1μm下）不连续膜，电子隧道电流，灵敏度高1～2数量级。厚膜（25μm左右）连续，不存在隧道传导，灵敏度与（1）、（2）相当。优点灵敏度高允许通过的电流密度大工作温度范围广，可工作于197~319℃也可用于核辐射等特殊情况2、半导体应变片半导体应变片是基于半导体材料的电阻率随作用应力而变化的所谓“压阻效应”优点灵敏度高，可测量微小应变机械滞后小，可测量静态应变、低频应变横向效应小，体积小缺点灵敏度系数的非线性较大温度稳定性差，采用温度补偿或非线性补偿2、半导体应变片基本原理：对于简单的拉伸和压缩，当作用力的方向与电流方向相同时，电阻率的相对变化与应力的关系为：——纵向压阻系数，——应力

（E—弹性模量，为应变）代入书中的公式3.12几何尺寸压阻效应材料晶向掺杂浓度1．电阻应变片的规格：一般用使用面积和电阻值表示灵敏轴线：指应变片的纵轴线，当纵轴线在试件上平行于最大的机械主应变方向时，产生的电阻变化最大标距：指能够感受应变的电阻元件材料在应变片的灵敏轴线方向的长度。有圆弧的应变片，应从圆弧内侧量起。也称为敏感栅基长，通常为2~150mm工作宽度：能够感受应变的电阻元件材料在与应变片的灵敏度轴线成90度方向上的宽度，敏感栅基宽基片长度和宽度：长度是基片在灵敏轴线方向上的长度，宽度只基片垂直于灵敏轴线方向的长度基片的最小修正长度和宽度：是在不改变应变片特性的条件下，根据外界条件需要将基片的长度和宽度修正的最小尺寸3.2.3电阻应变片的特性2．电阻应变片的灵敏度系数K3.2.3电阻应变片的特性指试件只在沿应变片灵敏轴线方向的单向荷载作用下，而其他所有变量保持不变时，粘帖在试件表面的应变片的单位电阻变化率与该试件表面沿应变片灵敏轴线上产生的单位变形之比。金属应变片灵敏度系数K不变；无量纲；包装盒上标注，非理论值，标定实验测量。应变片K小于线材灵敏度系数Kc，胶体传递变形失真和横向效应是主要原因。3．应变片的横向效应——横向应变使所测得的应变数值变化或使灵敏度系数减小的现象。3.2.3电阻应变片的特性横向灵敏度：当纵向灵敏度：横向效应系数：当总电阻相对变化：3.2.3电阻应变片的特性应用误差的产生：实际灵敏度系数：标称灵敏度系数：条件：选用

0=2.85的钢材，作贴片构件使用中：μ≠μ0,考虑产生的△R相同时横向误差：3.2.3电阻应变片的特性4．温度特性：应变片受环境温度影响较大。应变片材料的温度系数引起，材料的电阻率岁温度变化应变片材料与试件材料的线膨胀系数不同，引起应变片的敏感栅变性而产生为应变片的电阻温度系数R为应变片的电阻值

2为试件材料的线膨胀系数

1为应变片材料的线膨胀系数K0为应变片材料的应变灵敏系数当温度变化

t℃时，应变片的电阻增量为3.2.3电阻应变片的特性5．动态特性（频率响应和动态应变的响应特性）动态测量时，应变以应变波形式在材料中传播，传播速度v与声速相同。（1）应变波为阶跃波时，只有当应变波通过敏感栅全长后，即后，输出才反映真正的应变值

，如图c所示3.2.3电阻应变片的特性（2）输入为正弦波时，应变波是L内应变量的平均值<实际的应变值。带来的测量误差随应变片的标距增大而加大。设应变波方程为：沿标距的平均应变为：3.2.3电阻应变片的特性由和差化积公式：中点应变为：一般认为应变片测出的应变为其中心的应变

m测量误差为：3.2.3电阻应变片的特性取决于/L，/L越大，越小。一般去/L=10~20，令用级数展开：略去高次项。

/L=n则应变片最高工作频率应变片敏感栅长度L(mm）1251020最高工作频率

（kHz）250125502512.5应用时，可根据动态测量误差和最高工作频率max来选择应变片基长L3.2.5电阻应变片传感器组成：弹性敏感元件——把被测物理量转换为弹性体的应变值；应变片（丝）——把应变转换为电阻值的变化；电阻应变片传感器其可以分为两类粘贴式传感器是将应变片粘贴在弹性元件上，将弹性敏感元件的应变量转换成电阻值的变化非粘贴式是将应变丝固接于壳体和敏感元件之间，用来将位移量转换为金属丝电阻值的变化应变式传感器可以安用途来分应变式力传感器应变式压力传感器应变式加速度传感器应变式位移传感器（1）非粘贴式传感器应变丝通常为金属丝，其直径一般不超过0.002cm，阻值一般为100

~1000

，非粘贴式传感器可用于测量力、压力、位移、加速度等物理量非粘贴式应变压力传感器张丝式应变位移传感器（2）粘贴式电阻应变传感器可用于测量力、压力、加速度、扭矩等非电物理量测力传感器用弹性元件将力转换为应变量，再利用粘贴在弹性元件上的应变片把应变变换为电阻值的变化常见的弹性元件有：柱式、悬臂梁式轮辐式、环式3.3固态压阻式传感器3.3.1压阻效应压阻效应——固体受力后，电阻率或电阻发生变化。粘贴型传感器利用半导体材料的体电阻做成的粘贴式半导体应变片作为敏感元件的传感器扩散型压阻式传感器在半导体材料的基片上用集成电路工艺制成的扩散电阻，以扩散电阻作为敏感元件3.3.1压阻效应半导体材料是各向异性的，其压阻效应与晶向（晶面的法线）有关，一般表达式为：

kl为应力,

k表示力的作用面方向，l表示应力方向。

ij为点电阻率，i表示电场强度方向，j表示电流密度方向。

ijkl为压阻系致，4阶张量，共有81个分量，n阶张量有3n个张量分量其中l为纵向压阻系数E

为弹性模量，=E3.3.1压阻效应电阻相对变化为：

//纵向应力,

横向应力;

//纵向压阻系数，

横向压阻系数优点：灵敏度系数高，（比金属应变片高50～100倍）；基片作为弹性元件，集成在基片上，可靠性高；传感器外径小，最小可达0.25mm，体积小，有效面积零点几毫米；可测高频脉动压力，f0可达1.5MHz；准确度高0.1%～0.05%。缺点：温度特性差，当T↑，↓，R↓，必须采用温度补偿措施3.3.2单晶硅的压阻系数为书写方便，令则压阻系数

ijkl中，下标i、j代表电阻率的变化分量的方向。下标 k、l代表应力分量的方向。因为剪切应力：（j≠i）

kl和ij只有6个独立分量下称变换：11→1，22→2，33→3，23→4，13→5，12→632→4，31→5，21→6变换后：i—压阻效应方向，j—应力方向3.3.2单晶硅的压阻系数对

ij其中，i=1、2、…6，1～3表示x、y、z方向的电阻相对变化（正向压阻效应），4～6表示绕x、y、z旋转方向的电阻相对变化（剪切压阻效应）。j=1、2、…6，1～3表示x、y、z方向受拉压应力，4～6表示绕x、y、z方向经受剪切应力。（1）剪切应力不可能产生正向压阻效应，即：i=1、2、3，j=4、5、6时，

ij=0，（2）拉压应力不可能产生剪切压阻效应，即：i=4、5、6，j=1、2、3时，

ij=0，(3)剪切应力只能在该剪切平面内产生压阻效应，即：i=4、5、6，j=4、5、6，且i≠j时,

ij=0，3.3.2单晶硅的压阻系数（4）由立方晶体的对称性：①纵向压阻效应相等，即：π11=π22=π33，例如，π11—x方向受到拉压应力，在x方向产生正向压阻效应。②横向压阻效应相等，即：π12=π21=π13=π31=π23=π32例如，π12­—y方向受到拉压应力，在x方向产生横向压阻效应。③剪切压阻效应相等，即：π44=π55=π66∴独立压阻系数分量只有π11、π12、π44，由实测获得。3.3.2单晶硅的压阻系数

晶轴坐标系压阻系数矩阵可写成：=π11—正向压阻系数。π12—横向压阻系数。π44—剪切压阻系数。以上的π11、π12、π44是相对于晶轴坐标而言，任意晶向的单晶硅受到纵向应力

//和横向应力

，其纵向压阻系数//和横向压阻系数

是3个压阻系数的线性组合，即：3.3.2单晶硅的压阻系数

l1,m1,n1

分别为压阻元件纵向应力相对于立方晶体轴的方向余弦

l2,m2,n2

分别横向应力相对于立方晶体轴的方向余弦如果纵向应力方向为<hkl>，则3.3.2单晶硅的压阻系数

如果横向应力方向为<rst>，则设计时，选择适当的切割晶面、扩散电阻的方向，使电阻相对变化率满足要求如果知道纵向应力和横向应力方向，就可以通过π11、π12、π44计算出纵向压阻系数π//和横向压阻系数π

，再通过公式就可以计算出电阻相对变化率3.3.2单晶硅的压阻系数晶向表示法①密勒指数

截距表示法：晶面在三个晶轴上的截距分别为r、s、t，其最小公倍数与各截距的倒数1/r、1/s、1/t分别相乘，得到三个没有公约数的整数a、b、c，称为密勒指数。则晶向记作<abc>，当为负数时，记作例：晶面垂直于x轴，r=1，s=t=∞，则a=1/r，b=1/s=0，c=1/t=0，晶向为<100>②方向余弦法线表示法：过原点0作rst平面的法线，OP取为1个单位，与x、y、z轴的夹角为α、β、r，交点为L、M、N，用方向余弦cosα、cosβ、cosr表示晶向。3.3.2单晶硅的压阻系数晶向表示法

核心部分：一块圆形的膜片膜片的两边有两个压力腔4个电阻在应力作用下阻值发生变化，电桥失去平衡，输出响应的电压，这个电压与膜片两边的压差成正比3.3.3扩散型压阻传感器3.3.3扩散型压阻传感器1．扩散型压阻式压力传感器在半导体基片上用集成电路工艺制成扩散电阻（4个等值电阻构成平衡电桥）；优点：灵敏度高，分辨力高，体积小，可靠性好；缺点：温度特性差。工作原理：4个等值阻组成平衡电桥压力作用阻值变化电桥失去平衡输出电压测量电压测出压力径向应力：切向应力：r0—膜片有效半径，r—计算点半径，为泊松系数，P为压力1．扩散型压阻式压力传感器径向应力拉应力压应力压应力<110>晶向的方向余弦：（∵a=1，b=1，c=0）其横向<001>方向余弦：1．扩散型压阻式压力传感器P型硅，π11、π12较小，可忽略，π44较大N型硅，π44较小，可忽略，π11较大这里为P型硅：内、外电阻相对变化分别为：——内外电阻径向平均应力值1．扩散型压阻式压力传感器内、外电阻相对变化分别为：——内外电阻径向平均应力值适当选择内、外电阻径向位置，可使内、外电阻的变化方向相反，数值相等，可组成差动电桥。突出优点：尺寸很小，固有频率很高2．固态压阻式加速度传感器工作原理：分析方法和前面相同（略）用单晶硅作悬臂梁，在其根部扩散出4个电阻4个扩散等值阻组成平衡电桥阻值变化电桥失去平衡输出电压测量电压测出加速度悬臂梁单晶硅加速度质量块弯矩产生应力保证较好的线性度，应变不应超过400~500

正确选择尺寸和阻尼，可测低频加速度和直线加速度3.4电阻式传感器的测量电路作用：将电阻变化转换为电压或电流的变化；通常将电阻转化为电压，有两种电路3.4.1电位计式电路由传感器电阻R+R串联一个固定电阻Rb组成，U为激励电压，E为输出电压当当两式相减3.4.1电位计式电路电位计式电路比较简单，通常用于测量动态分量（如冲击和振动）。如果用变压器或隔直电容耦合，可把直流分量滤掉。分子分母同除R2，则分子为△E与△R/R之间不是线性关系。但是△R/R一般很小，当α>1，非线性误差δ不会太大。α↑，δ↓，但输出电压E↓；一般取α=1～33.4.2惠斯登电桥电桥电路可以测量非常微弱的电阻变化，通过调整，可以使其输出在静态时为零电桥输出电压是A点和B点间的电位差，即：（1）恒压式电桥（1）恒压式电桥为了使被测量的量值变化前，电桥输出为零，即电桥平衡，则应使：R1

R3=R2

R4当每个臂电阻值分别为：R1+R1，R2+R2，R3+R3，R4+R4时，输出电压近似为：在对称情况下，即R1=R2，R3=R4，则（1）恒压式电桥当R1=R4，R2=R3时，如果令则如果R1=R4=R2=R3=R，这时的输出电压为：为了提高灵敏度，增加输出幅度，使4个桥臂电阻都随被测量变化，并且使R1=R3=R+

R，R2=R4=R-

R，即接成全桥的形式，这时输出电压为：（1）恒压式电桥非线性项为：精确的输出电压为：当电阻相对变化很小时，接近于零，可忽略；如果变化量大，应考虑非线性问题，加以修正。当（1）恒压式电桥温度变化会引起传感器电阻变化，尤其是半导体应变片和固态电阻式传感器。温度引起的电阻变化

RT在各臂相同，故相互抵消，设：R1=R3=R+

RT+R，R2=R4=R+

RT

-R因为R>>

RT,故

RT

对电桥输出影响很小。当输出端接上负载RL时，根据载维南定理，先将RL开路，求出开路电压u0和输出阻抗R0，再计算输出电流△I。考虑接成全桥形式，即R1=R3=R+△R，

R2=R4=R-△R（1）恒压式电桥等效电阻Ro=R，则输出电流为：小结：等臂电桥在单臂、双臂、全臂工作时的情况讨论如下：单臂电桥△E≈△R/R×(U/4)(R1=R2=R3=R4=RR1=△R+R)双臂电桥△E=△R/R×(U/2)(R1=R+△RR2=R－△RR3=R4=R)全臂电桥△E=△R/R×U(R1=R3=R+△R，R2=R4=R－△R)开路电压：输出电压：（2）恒流源电桥优点：它比恒压源电桥能更好地消除温度影响设R1=R3=R+RT+R，R2=R4=R+RT－R，由于支路BAD和BCD的电阻相等，即：RBAD=RBCD=2（R+

RT）则：IBAD=IBCD=(1/2)I电桥输出为：（2）恒流源电桥比恒压源电桥更好地消除温度影响，恒流源电桥的输出与电阻的变化量成正比，即与被测量成正比，无非线性项，不受温度的影响。恒压电桥，无法消除温度影响，输出为：（3）电桥的平衡电桥平衡是使被测量为零时，电桥的输出为零对于直流电桥，值考虑电阻平衡即可对于交流电桥，不仅不要电阻平衡，而且还需要对电抗分量进行平衡（主要是电容分布）1）电阻平衡法串联平衡法并联平衡法串联平衡法∵R4～R1不可能完全相等，在电桥臂R3和R4之间接入一可变电阻Ru来调节电桥的平衡Ru的大小可由下式计算：其中△r1为电阻R1和R2的偏差△r2为电阻R3和R4的偏差并联平衡法用改变Ra的中间触点的位置来达到平衡的目的，即用改变并联在桥臂R1和R2的电阻的方法，R1、R2上并联Ru、Rb平衡能力的大小取决于Rb和Ru一般去Rb为：其中△r1为电阻R1和R2的偏差△r2为电阻R3和R4的偏差

Ru的值通常与Rb的值相等并联方法Ru≈Rb电容平衡法常用的电容平衡电路，由电位器RH和固定电容C组成。当电桥用交流供电时，为了达到平衡，需要各桥臂满足如下要求：将代入整理补偿电路：串联、并联热敏电阻。RP—负温度系数假如：T↑，△R3↑，I1↓，UD↓，UD<UB电桥不平衡，Usc≠0

（4）电桥的温度补偿半导体应变片传感器和固态压阻传感器的阻值和灵敏度系数受温度影响较大，温度变化时，会产生较大的零位漂移和灵敏度漂移零位温度漂移—桥臂电阻随温度变化引起输出变化。理论上，全桥零位温漂为零，但工艺上不容易实现温度系数相等。压阻传感器T↑，πij↓，

R/R↓

（4）电桥的温度补偿在低温、高温下，都需满足电桥平衡方程：实测：计算出：（先设定温度系数α、β）再计算出常温下的Rs、RP，选择温度系数为α、β的电阻。

（4）电桥的温度补偿电桥的灵敏度温度漂移——是由于压阻系数随温度变化引起的。掺杂浓度高，当T↑，πij下降慢，甚至不降，但πij值较小。T↑、πij↓、T↓、πij↑∴传感器灵敏度温度系数是负值。补偿方法——在电路中串联二极管（负温度特性，△T=1℃，△u↓=1.9～2.4mv）T↑，πij↓，

R/R↓灵敏度K↓，二极管△u↓，若桥压u↑，Usc↑，K↑△u—需提高的桥压θ—二极管正向压降温度系数（大约-2mv/℃）可计算出需串联的二极管个数n。注意：补偿温度对灵敏度影响可改变，但提高系统灵敏时不采用该方法。3.5电阻式传感器在医学中的应用（1）脉象传感器四块应变片组成平衡式的全桥电路应变片采用半导体应变片当脉搏经过传感钉子作用于等强度悬臂梁的自由端，使之弯曲变形，粘贴在梁上、下两面的应变片接成全桥或半桥，输出电压波形反映脉管搏动变化波形。其频率上限受悬臂梁的谐振频率的限制。（2）心内导管压阻式压力传感器组成：双硅片悬臂梁、薄膜、双臂电桥测量：心脏各腔室的压力压应力△R1↓拉应力△R2↑工作原理：

压力→薄膜→双硅片悬臂梁弯曲—→双臂电桥—→u0技术指标：具有温度补偿效应,频响1000Hz以上，灵敏度（3）呼吸气流传感器—应变片式基本原理：如果流体的质量密度和