應變片感測器

壓力感測器的種類繁多，如應變片壓力感測器、半導體應變片壓力感測器、壓阻式壓力感測器、電感式壓力感測器、電容式壓力感測器、諧振式壓力感測器及膜片電極式壓力感測器等。但套用最為廣泛的是壓阻式壓力感測器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。

基本介紹

• 中文名：應變片感測器
• 主要分類：電阻、半導體等
• 主要特點：極低的價格和較高的精度
• 性質：感測器的一種

內部結構

它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值範圍應注意：阻值太小，所需的驅動電流太大，同時應變片的發熱致使本身的溫度過高，不同的環境中使用，使應變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調零電路過於複雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。 　工作原理　 　金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示： 　式中：ρ——金屬導體的電阻率(Ω·cm2/m) 　S——導體的截面積(cm2) 　L——導體的長度(m) 　我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化(通常是測量電阻兩端的電壓)，即可獲得應變金屬絲的應變情。

電阻應變片

原理及套用

抗腐蝕的陶瓷壓力感測器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連線成一個惠斯通電橋(閉橋)，由於壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應變式感測器相兼容。通過雷射標定，感測器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性，感測器自帶溫度補償0～70℃，並可以和絕大多數介質直接接觸。 　陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗衝擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度範圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強，長期穩定性好。高特性，低價格的陶瓷感測器將是壓力感測器的發展方向，在歐美國家有全面替代其它類型感測器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷感測器替代擴散矽壓力感測器。