传感器应用技术 课件 项目4 力敏传感器应用电路设计与调试

《传感器应用技术》课程conceptofforcetransduce力敏传感器的概念Sensorsapplicationtechnology1.

力敏传感器的概念2.压力、压强的概念3.常用压强单位换算表课程内容CourseContents1.

力敏传感器的概念2.压力、压强的概念3.常用压强单位换算表课程内容CourseContents1.力敏传感器的概念力敏传感器的概念

力敏传感器是用来检测气体、固体、液体等物质间相互作用力的传感器。可用于测量位移、加速度、力、力矩、压力等各种参数，由于它们都与机械应力有关，这类传感器常被称为力敏传感器。1.力敏传感器的概念2.压力、压强的概念3.常用压强单位换算表课程内容CourseContents2.压力、压强的概念压力的概念

压力在物理学方面指垂直作用在物体表面上的力。受力物是物体的支持面，作用点在接触面上，方向垂直于接触面，在受力物体是水平面的情况下，压力（F）=物重（G）。在这种情况下，压力单位为牛顿（简称牛字母为“N”）。1牛顿(N)=0.225磅力(lbf)=0.102千克力(kgf).1千克力(kgf)=9.8牛顿(N)2.压力、压强的概念压强的概念

物体单位面积上受到的压力叫做压强。1巴（bar）=1标准大气压（ATM）=1公斤/平方厘米=100千帕（KPa)=0.1兆帕（MPa）欧美等国家习惯使用psi（磅/平方英寸）作单位：1psi=6.895kPa1.力敏传感器的概念2.压力、压强的概念3.常用压强单位换算表课程内容CourseContents3.常用压强单位换算表常用压强单位换算表电子信息工程技术专业教学资源库THANKYOU课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰《传感器应用技术》课程Theapplicationofforcetransduce力敏传感器的应用Sensorsapplicationtechnology力敏传感器的应用

力敏传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

力敏传感器的应用---称重测量领域

称重传感器主要应用在各种电子衡器、工业控制领域、在线控制、安全过载报警、材料试验机等领域。如：电子汽车衡、电子台秤、电子叉车、动态轴重秤、电子吊钩秤、电子计价秤、电子钢材秤、电子轨道衡、料斗秤、配料秤、罐装秤等。力敏传感器的应用---压力测量领域力敏传感器的应用---张力测量领域力敏传感器的应用---军事领域电子信息工程技术专业教学资源库THANKYOU课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰《传感器应用技术》课程Classificationofforcetransduce力敏传感器的分类Sensorsapplicationtechnology1.应变式传感器2.压阻式传感器3.电感式传感器4.电容式传感器5.压电式传感器6.谐振式传感器课程内容CourseContents1.应变式传感器2.压阻式传感器3.电感式传感器4.电容式传感器5.压电式传感器6.谐振式传感器课程内容CourseContents1.应变式传感器应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。1.应变式传感器2.压阻式传感器3.电感式传感器4.电容式传感器5.压电式传感器6.谐振式传感器课程内容CourseContents2.压阻式传感器压阻式传感器

是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。1.应变式传感器2.压阻式传感器3.电感式传感器4.电容式传感器5.压电式传感器6.谐振式传感器课程内容CourseContents3.电感式传感器电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力，流量，振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。1.应变式传感器2.压阻式传感器3.电感式传感器4.电容式传感器5.压电式传感器6.谐振式传感器课程内容CourseContents4.电容式传感器电容式传感器

是把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。1.应变式传感器2.压阻式传感器3.电感式传感器4.电容式传感器5.压电式传感器6.谐振式传感器课程内容CourseContents5.压电式传感器压电式传感器

是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。1.应变式传感器2.压阻式传感器3.电感式传感器4.电容式传感器5.压电式传感器6.谐振式传感器课程内容CourseContents6.谐振式传感器谐振式传感器利用谐振元件把被测参量转换为频率信号的传感器，又称频率式传感器。当被测参量发生变化时，振动元件的固有振动频率随之改变，通过相应的测量电路，就可得到与被测参量成一定关系的电信号。电子信息工程技术专业教学资源库THANKYOU课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰《传感器应用技术》课程structureofresistancestrainsensor电阻应变式传感器的结构Sensorsapplicationtechnology1.

应变片的种类2.应变片的结构课程内容CourseContents1.

应变片的种类2.应变片的结构课程内容CourseContents1.应变片的种类

应变片的种类按材料分：金属式体型——丝式、箔式、薄膜型；半导体式体型——薄膜型、扩散型、外延型、PN结型。1.应变片的种类2.应变片的结构课程内容CourseContents2.应变片的结构

应变片的结构

金属电阻应变片由敏感栅、基片、覆盖层、引线和黏合剂等部分组成,如图所示。2.应变片的结构

金属电阻应变片构成材料

敏感栅作用：将应变量转换成电阻量要求：灵敏系数大且稳定，电阻率高，电阻温度系数小，易加工成细丝和箔材，具有良好的焊接性能和抗氧化性能。材料：铜镍合金、镍铬合金等2.应变片的结构

金属电阻应变片构成材料

基片作用：保持敏感栅、引线的几何形状及其相对位置，被测构件上的应变不失真地传递到敏感栅上。要求：使敏感栅与弹性体之间具有足够高的电绝缘性能；材料：纸或有机高分子材料，如环氧树脂等。2.应变片的结构

金属电阻应变片构成材料引线作用：连接敏感栅和测量电路要求：灵敏系数大且稳定，电阻率高，电阻温度系数小，具有良好的焊接性能和抗氧化性能。材料：紫铜，表面镀锡或镀银，便于焊接。2.应变片的结构

金属电阻应变片构成材料粘结剂作用：将敏感栅固定于基底上，并将盖片与基底粘贴在一起。用于使用金属应变片时，也需用粘结剂将应变片基底粘贴在构件表面某个方向和位置上。要求：将构件受力后的表面应变传递给应变计的基底和敏感栅。材料：分为有机和无机两大类。有机粘结剂用于低温、常温和中温。常用的有聚丙烯酸酯、酚醛树脂、有机硅树脂，聚酰亚胺等。无机粘结剂用于高温，常用的有磷酸盐、硅酸、硼酸盐等。电子信息工程技术专业教学资源库THANKYOU课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰《传感器应用技术》课程Parametersofresistancestrainsensor电阻应变式传感器的参数Sensorsapplicationtechnology1.

几何尺寸2.应变片电阻值3.绝缘电阻4.灵敏系数5.应变极限课程内容CourseContents6.最大工作电流7.

极限工作温度8.机械滞后9.零漂10.蠕变

1.几何尺寸

几何尺寸栅长栅宽基底长基底宽2.应变片电阻值

应变片电阻值没有安装也不受外力情况下，于室温时测定的电阻值；电阻值大，可承受的电压值大，但提高电阻值会使敏感栅尺寸变大；常见值：60、120、200、350、500、1000（Ω），其中120和350Ω最常见。3.绝缘电阻

绝缘电阻敏感栅与基底之间的电阻值一般大于1010Ω4.灵敏系数

灵敏系数

将电阻应变计安装在构件表面，在应变计轴线方向的单向应力作用下，敏感栅的电阻变化率和引起此电阻变化的构件表面在应变计轴线方向的应变ε之比，称为电阻应变计的灵敏系数K即

它表示电阻应变计输出信号与输入信号在数量上的关系，是电阻应变计的主要工作特性之一。5.应变极限

应变极限指在一定的温度下，指示应变值与真实应变的相对差值不超过规定值（一般为10％）时的最大真实应变值.εj真实应变εg指示应变εi100%190%6.最大工作电流

最大工作电流应变片不因电流产生的热量而影响测量精度所允许通过的最大电流。静态测量时，最大工作电流为25mA；在动态测量时，可达75～100mA。7.极限工作温度

极限工作温度应变片在规定条件下，能保持其工作特性不变或在允许范围内变化的最高工作温度或最低工作温度。8.机械滞后

机械滞后应变片粘贴在被测试件上，当温度恒定时，其加载特性与卸载特性不重合，即为机械滞后。ΔεΔε1机械应变εR卸载加载指示应变εi8.机械滞后

机械滞后产生原因：

应变片在承受机械应变后的残余变形，使敏感栅电阻发生少量不可逆变化；在制造或粘贴应变片时，敏感栅受到的不适当的变形或粘结剂固化不充分等。机械滞后值还与应变片所承受的应变量有关，加载时的机械应变愈大，卸载时的滞后也愈大。所以，通常在实验之前应将试件预先加、卸载若干次，以减少因机械滞后所产生的实验误差。9.零漂

零漂：对于粘贴好的应变片，当温度恒定时，不承受应变时，其电阻值随时间增加而变化的特性，称为应变片的零点漂移。产生的原因：敏感栅通电后的温度效应；应变片的内应力逐渐变化；粘结剂固化不充分等。

10.蠕变

蠕变：如果在一定温度下，使应变片承受恒定的机械应变，其电阻值随时间增加而变化的特性称为蠕变。一般蠕变的方向与原应变量的方向相反。产生的原因：由于胶层之间发生“滑动”，使力传到敏感栅的应变量逐渐减少。

电子信息工程技术专业教学资源库THANKYOU课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰《传感器应用技术》课程Principleofresistancestrainsensor电阻应变式传感器的原理Sensorsapplicationtechnology1.

几个基本概念2.电阻的应变效应3.应变片测量原理课程内容CourseContents1.

几个基本概念2.电阻的应变效应3.应变片测量原理课程内容CourseContents1.几个基本概念

几个基本概念1.

应变：物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象。2.弹性应变：当外力去除后，物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变。3.弹性元件：具有弹性应变特性的物体。4.弹性模量：单向应力状态下应力除以该方向的应变。5.泊松比：泊松比是指材料在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值，也叫横向变形系数，它是反映材料横向变形的弹性常数。1.几个基本概念2.电阻的应变效应3.应变片测量原理课程内容CourseContents2.电阻的应变效应

电阻的应变效应应变效应：即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。导体受拉伸后的参数变化金属丝的电阻:式中：ρ——电阻丝的电阻率；

l——电阻丝的长度；A——电阻丝的截面积。

1.几个基本概念2.电阻的应变效应3.应变片测量原理课程内容CourseContents3.应变片测量原理

应变片的测量原理应变片测量原理：在外力作用下，被测对象产生微小机械变形，贴在对象上的应变片随着发生相同的变化，同时应变片电阻值也发生相应变化。当测得应变片电阻值变化量为ΔR时，便可得到被测对象的应变值，进而得到产生该应变的外力。结构：应变式传感器由弹性元件上粘贴电阻应变片构成。电子信息工程技术专业教学资源库THANKYOU课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰《传感器应用技术》课程Principleandstructureofpiezoresistivesensor压阻传感器的原理与结构Sensorsapplicationtechnology1.

压阻式传感器的工作原理2.压阻式传感器的结构3.压阻式传感器的特点4.压阻式传感器的制造工艺5.压阻式传感器的测量电路课程内容CourseContents1.压阻式传感器的工作原理

压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。压阻式传感器的工作原理压阻式压力传感器结构简图1—低压腔2—高压腔3—硅杯4—引线5—硅膜片2.压阻式传感器的结构压阻式传感器的结构

压阻传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅压阻芯片,并将此芯片的周边固定封装于外壳之内，引出电极引线（如图）。压阻式压力传感器又称为固态压力传感器，它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力，而是直接通过硅膜片感受被测压力的。图中硅膜片的一面是与被测压力连通的高压腔，另一面是与大气连通的低压腔。硅膜片一般设计成周边固支的圆形。在圆形硅膜片(N型)定域扩散4条P杂质电阻条,并接成全桥，其中两条位于压应力区，另两条处于拉应力区，相对于膜片中心对称。3.压阻式传感器的特点优点:

体积小，结构比较简单，动态响应也好，灵敏度高，能测出十几帕的微压，长期稳定性好，滞后和蠕变小，频率响应高，便于生产，成本低。缺点：测量准确度受到非线性和温度的影响。智能压阻式压力传感器利用微处理器对非线性和温度进行补偿。压阻式传感器的特点4.压阻式传感器的制造工艺1.薄膜技术---真空蒸镀

在真空室内,将待蒸发的材料置于钨丝制成的加热器上加热,当真空度抽到0.0133Pa以上时,加大钨丝的加热电流,使材料融化,继续加大电流使材料蒸发,在基底上凝聚成膜。1—真空室,2—基底,3—钨丝,4—接高真空泵。4.压阻式传感器的制造工艺1.薄膜技术---溅射

在低真空室中,将待溅射物制成靶置于阴极,用高压（通常在1000V以上）使气体电离形成等离子体,等离子中的正离子以高能量轰击靶面,使靶材的原子离开靶面,淀积到阳极工作台上的基片上,形成薄膜。1—靶,2—阴极,3—直流高压,4—阳极,5—基片,6—惰性气体入口,7—接真空系统。4.压阻式传感器的制造工艺1.薄膜技术---化学气相淀积

化学气相淀积是将有待积淀物质的化合物升华成气体,与另一种气体化合物在一个反应室中进行反应,生成固态的淀积物质,淀积在基底上生成薄膜。1—反应气体A入口,2—分子筛,3—混合器,4—加热器,5—反应室,6—基片,7—阀门,8—反应气体B入口4.压阻式传感器的制造工艺2.微细加工技术---体型结构腐蚀加工

体型结构腐蚀加工常用化学腐蚀液（湿法）和离子刻蚀（干法）技术（采用惰性气体）。4.压阻式传感器的制造工艺2.微细加工技术---表面腐蚀加工

该工艺的特点是利用称为“牺牲层”的分离层,形成各种悬式结构。5.压阻式传感器的测量电路压阻式传感器的测量电路电子信息工程技术专业教学资源库THANKYOU课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰《传感器应用技术》课程Piezoresistiveeffectandapplicationofpiezoresistivesensor压阻效应与压阻传感器的应用Sensorsapplicationtechnology1.

半导体的压阻效应2.半导体压阻效应的特点3.压阻式传感器4.压阻式传感器的应用课程内容CourseContents1.半导体的压阻效应

是指当半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻率发生变化的现象。

它是C.S史密斯在1954年对硅和锗的电阻率与应力变化特性测试中发现的。压阻效应的强弱可以用压阻系数π来表征。压阻系数π被定义为单位应力作用下电阻率的相对变化。压阻效应有各向异性特征，沿不同的方向施加应力和沿不同方向通过电流，其电阻率变化会不相同。半导体的压阻效应2.半导体压阻效应的特点优点：①灵敏度与精度高。②易于小型化和集成化。③结构简单、工作可靠，在几十万次疲劳试验后，性能保持不变。④动态特性好，其响应频率为103～105Hz。缺点：对温度很敏感，温度误差较大，必须要有温度补偿。压阻效应被用来制成各种压力、应力、应变、速度、加速度传感器，把力学量转换成电信号。

半导体压阻效应的特点3.压阻传感器

是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。压阻传感器4.压阻传感器的应用

压阻式传感器广泛地应用于航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域。

在航天和航空工业中压力是一个关键参数，对静态和动态压力，局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。压阻式传感器是用于这方面的较理想的传感器。在生物医学方面，压阻式传感器也是理想的检测工具。已制成扩散硅膜薄到10微米，外径仅0.5毫米的注射针型压阻式压力传感器和能测量心血管、颅内、尿道、子宫和眼球内压力的传感器。还有效地应用于爆炸压力和冲击波的测量、真空测量、监测和控制汽车发动机的性能以及诸如测量枪炮膛内压力、发射冲击波等兵器方面的测量。此外，在油井压力测量、随钻测向和测位地下密封电缆故障点的检测以及流量和液位测量等方面都广泛应用压阻式传感器。压阻传感器的应用4.压阻传感器的应用应用于飞机的风洞实验4.压阻传感器的应用应用于爆炸冲击波的测量4.压阻传感器的应用应用于地震监测4.压阻传感器的应用应用于自动供水系统4.压阻传感器的应用应用于医疗行业4.压阻传感器的应用应用于医疗行业电子信息工程技术专业教学资源库THANKYOU课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰《传感器应用技术》课程Measuringcircuitofresistancetypesensor电阻式传感器的测量电路Sensorsapplicationtechnology1.

温度误差2.温度的补偿3.测量电路4.电子秤的结构图5.电子秤的原理框图课程内容CourseContents1.温度误差

用作测量应变的金属应变片，希望其阻值仅随应变变化，而不受其它因素的影响。实际上应变片的阻值受环境温度(包括被测试件的温度)影响很大。由于环境温度变化引起的电阻变化与试件应变所造成的电阻变化几乎有相同的数量级，从而产生很大的测量误差，称为应变片的温度误差，又称热输出。因环境温度改变而引起电阻变化的两个主要因素：应变片的电阻丝(敏感栅)具有一定温度系数；电阻丝材料与测试材料的线膨胀系数不同。温度误差2.温度的补偿

材料的被测试件，其线膨胀系数都为确定值，可以在有关的材料手册中查到。在选择应变片时，若应变片的敏感栅是用单一的合金丝制成，并使其电阻温度系数和线膨胀系数满足条件，即可实现温度自补偿。具有这种敏感栅的应变片称为单丝自补偿应变片。单丝自补偿应变片的优点是结构简单，制造和使用都比较方便，但它必须在具有一定线膨胀系数材料的试件上使用，否则不能达到温度自补偿的目的。

单丝自补偿应变片2.温度的补偿

由两种不同电阻温度系数（一种为正值，一种为负值）的材料串联组成敏感栅，以达到一定的温度范围内在一定材料的试件上实现温度补偿的，如图。这种应变片的自补偿条件要求粘贴在某种试件上的两段敏感栅，随温度变化而产生的电阻增量大小相等，符号相反。

双丝组合式自补偿应变片焊点RaRb2.温度的补偿

采用热敏电阻进行补偿热敏电阻Rt与应变片处在相同的温度下，当应变片的灵敏度随温度升高而下降时，热敏电阻Rt的阻值下降，使电桥的输入电压随温度升高而增加，从而提高电桥输出电压。选择分流电阻R5的值，可以使应变片灵敏度下降对电桥输出的影响得到很好的补偿。

电路补偿法(1)USCR2R4R1R3ERtR52.温度的补偿

测量应变时，使用两个应变片，一片贴在被测试件的表面，图中R1称为工作应变片。另一片贴在与被测试件材料相同的补偿块上，图中R2，称为补偿应变片。在工作过程中补偿块不承受应变，仅随温度发生变形。由于R1与R2接入电桥相邻臂上，造成ΔR1t与ΔR2t相同，根据电桥理论可知，其输出电压USC与温度无关。当工作应变片感受应变时，电桥将产生相应输出电压。

电路补偿法(2)补偿应变片粘贴示意图R1R22.温度的补偿

为达到完全补偿，需满足下列三个条件：

①R1和R2须属于同一批号的，即它们的电阻温度系数α、线膨胀系数β、应变灵敏系数K都相同，两片的初始电阻值也要求相同；

②用于粘贴补偿片的构件和粘贴工作片的试件二者材料必须相同，即要求两者线膨胀系数相等；

③两应变片处于同一温度环境中。

电路补偿法(2)

此方法简单易行，能在较大温度范围内进行补偿。缺点是三个条件不易满足，尤其是条件③。在某些测试条件下，温度场梯度较大，R1和R2很难处于相同温度点。2.温度的补偿

不另加专门的补偿块，而是将补偿片贴在被测试件上，这样既能起到温度补偿作用，又能提高输出的灵敏度。

电路补偿法(3)

图(a)为一个梁受弯曲应变时，应变片R1和R2的变形方向相反，上面受拉，下面受压，应变绝对值相等，符号相反，将它们接入电桥的相邻臂后，可使输出电压增加一倍。当温度变化时，应变片R1和R2的阻值变化的符号相同，大小相等，电桥不产生输出，达到了补偿的目的。图(b)是受单向应力的构件，将工作应变片R2的轴线顺着应变方向，补偿应变片R1的轴线和应变方向垂直，R1和R2接入电桥相邻臂。3.测量电路

应变片将应变的变化转换成电阻相对变化ΔR/R，要把电阻的变化转换成电压或电流的变化，才能用电测仪表进行测量。电阻应变片的测量线路多采用交流电桥(配交流放大器)，其原理和直流电桥相似。直流电桥比较简单，因此首先分析直流电桥，如图所示。当电源E为电势源，其内阻为零时，可求出检流计中流过的电流Ig与电桥各参数之间的关系为:

测量电路

R2R4R1R3E电桥线路原理图RgACDIgB3.测量电路

为了减少温度影响，压阻器件一般采用恒流源供电，如图所示。电桥中两个支路的电阻相等，即RABC=RADC=2（R+ΔRT），故有：因此，电桥的输出为：整理后得USC=IΔR

实际测量电路USCR－ΔR+ΔRTACDBR－ΔR+ΔRTR+ΔR+ΔRTR+ΔR+ΔRTEI

可见，电桥输出与电阻变化成正比，即与被测量成正比，与恒流源电流成正比，即与恒流源电流大小和精度有关。但与温度无关，因此不受温度的影响。但是，压阻器件本身受到温度影响后，要产生零点温度漂移和灵敏度温度漂移，因此必须采取温度补偿措施。4.电子秤的结构图电子秤结构图5.电子秤的原理框图电子秤的原理框图电子信息工程技术专业教学资源库THANKYOU课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰《传感器应用技术》课程StructureandPrincipleofCapacitivePressureSensor电容式压力传感器结构与原理Sensorsapplicationtechnology1.

基础知识2.基本特性3.工作原理4.应用分析课程内容CourseContents1.

基础知识2.

基本特性3.工作原理4.应用分析课程内容CourseContents1.

基础知识电容式传感器电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量的变化转换为电容量的变化；它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。1.

基础知识电容式传感器的种类d、s、ε三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型面积变化型介质变化型1.基础知识2.

基本特性3.工作原理4.

应用分析课程内容CourseContents2.

基本特性电容式传感器特点温度稳定性好，一般与电极材料无关，仅取决于电极的几何尺寸，且空气

等介质损耗很小。结构简单，适应性强，易于制造。静电引力小：动态响应好、响应时间短，固有频率很高，能在几MHz的频率下工作。可以实现非接触测量、具有平均效应。

输出阻抗高，负载能力差。寄生电容影响大，降低了传感器的灵敏度。输出特性非线性1.基础知识2.基本特性3.工作原理4.

应用分析课程内容CourseContents电容式压力传感器的工作原理电容式压力传感器，是一种可以利用电容敏感的原件把被测量的压力转换成为跟它有一定的关系的电信号输出的精密测量仪器。它通常是使用镀金属薄膜或者是圆形金属薄膜来做电容器的其中一个电极。在薄膜受到压力时，会发生变形，此时薄膜跟固定的电极间所产生的电容量就会发生改变。测量电路就可以输出跟电压形成一定的关系的电信号。电容式压力传感器是极距变化型的电容式传感器，有差动电容式和单电容式之分。3.

工作原理单电容式压力传感器的工作原理它是由固定的电极和圆形的薄膜组成的。当受到压力作用的时候，薄膜就会发生变形，这样就会改变电容器的容量。它的灵敏度大概是跟薄膜与固定的电极之间的距离和薄膜的张力成反比关系的；而跟压力和薄膜的面积成正比关系的。3.

工作原理差动电容式压力传感器的工作原理差动电容式压力传感器，频率通常在100KHz左右，采用双电容平板的结构，其受压膜片电极是处于两个固定的电极之间的，可以形成两个电容器。当受到压力作用的时候，其中一个电容器的容量就会变大，而另一个电容器的容量就会相应地变小，其测量结果是由差动式的电路输出。相对于其他压力传感器其灵敏度明显提高。3.

工作原理1.基础知识2.基本特性3.工作原理4.应用分析课程内容CourseContents电容压力传感器之电子血压计——SENSOR1014.应用分析系统无需A/D转换器即可达到16BIT的分辨率，压力测量范围：0~40kPa/0~300mmHg；广泛用于电子血压计和压力计。微压力变送器4.应用分析微压力传感器是工业实践中最为常用的一种压力传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及石油管道、水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、液压机械、除尘设备等众多行业电子信息工程技术专业教学资源库THANKYOU课程组:梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰《传感器应用技术》课程StructureandPrincipleofInductivePressureSensor电感式压力传感器结构与原理Sensorsapplicationtechnology1.

基础知识2.基本特性3.工作原理4.应用分析课程内容CourseContents1.

基础知识2.

基本特性3.霍尔传感器4.应用分析课程内容CourseContents1.