电阻式传感器原理与应用_第1页
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文档简介

1、1,变阻器式传感器 工作原理,电阻式传感器,2,3,测量电路,4,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,5,1)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,6,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,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,8,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,

2、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,直流电桥电路,10,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,当电桥r 承受应变产生r 的变化时，输出电压为,1,1,假设,略去分母中微量 则有,非线性误差的补偿方法,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

3、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。,13,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。,14,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,15,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,16,翼片式空气流量计,图4.16 翼片式空气流量计的结构,17,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,18,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,19,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,20,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,21,

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