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文档简介

1、1.变阻器传感器的工作原理,电阻传感器,2,3,测量电路,4,金属电阻应变片的结构(a)导线式(b)箔式的工作原理,电阻应变片1)金属电阻应变片,5,1)金属电阻应变片,假设长度l,横截面积a,电阻率a,电阻R,当受到应变时假设金属的横截面半径为R,有,6,根据材料力学理论, 有处于拉伸和压缩状态的圆棒,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,其被引入到原始类型的半导体应变仪的结构1引线中; 2半导体芯片;3衬底,2)半导体应变仪,8,薄膜半导体应变仪结构1的锗薄膜;2绝缘层;3金属箔衬底;4引脚扩散半导体应变计结构1N硅;2P硅扩散层;3二氧化硅绝缘层

2、;4个铝电极;5导联,测量电路DC电桥电路(1)平衡状态,DC电桥电路,10,当R为无穷大时,电桥有输出电压,L,如果R为应变计电阻,应变计最初无应变,电桥处于平衡状态,1,当U=0时,电桥处于平衡状态,0,当电桥R承受应变并产生R变化时,输出电压为0。N=R 2 R 1=R 3 R 4,并省略分母中的轨迹,有一个非线性误差的补偿方法。上述公式是一种理想化的线性关系,是应变计电阻R 1 R 1的相对变化很小且可以忽略的理想情况。减小和消除非线性误差的方法有多种:(1)使用差动电桥;(2)提高桥臂比,半差动电桥,在同一试件上粘贴两个应变计,一个感受拉力,另一个感受压力,符号相反,大小相等。半差动

3、电桥不仅可以消除非线性误差,而且与单应变片相比,电压灵敏度提高了一倍,还可以起到温度补偿的作用。13,全差分电桥电路,如果四个应变仪连接到同一个试样上,其中两个处于拉伸状态,两个处于压力状态,将两个具有相同应变符号的应变仪连接到同一个电桥臂上,则形成全差分电桥。全差分电桥的输出电压灵敏度是单个应变电桥的四倍,是半差分电桥的两倍。汽车上的电阻式传感器主要包括叶片式空气流量计、节气门位置传感器、半导体压阻式进气压力传感器、油门踏板位置传感器、气囊中央碰撞传感器和可变电阻式液位传感器。电阻式传感器在汽车上的应用,几种电阻式应变传感器的示意图(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,翅片式空气流量计,图4.16,翅片式空气流量计的结构,图17,图4.19,翅片式空气流量计的电路原理,图4.20,叶片式空气流量计的工作原理,18,线性输出节流阀位置传感器的结构和输出特性(a)结构组成(b)输出特性, 线性输出节气门位置传感器与电子控制单元之间的连接,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,油门踏板位置传感器1传感器可调范围的电路和输出特性; 2 .控制使用范围;3完全关闭;4全

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