第一篇：報(bào)告壓力傳感器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

傳感器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)報(bào)告<論文>

學(xué)生姓名學(xué) 號專 業(yè)題 目教 師——壓力傳感器設(shè)計(jì)

電氣自動(dòng)化技術(shù) 壓力傳感器設(shè)計(jì) 劉艷偉

PS

壓力傳感器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

——PS壓力傳感器

摘 要

壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。我們知道，晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向受到機(jī)械力作用發(fā)生變形時(shí)，就產(chǎn)生了極化效應(yīng)

【1】

；當(dāng)機(jī)械力撤掉之后，又會(huì)重新回到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時(shí)候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)，這就是所謂的極化效應(yīng)。科學(xué)家就是根據(jù)這個(gè)效應(yīng)研制出了壓電傳感器。壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。

關(guān)鍵詞：壓力；結(jié)構(gòu)；PS壓力系統(tǒng)

目錄

第1 章

緒論..........................................................................1 1.1背景......................................................................................1 1.2傳感器的定義..........................................................................1 1.3傳感器的分類..........................................................................1 1.4設(shè)計(jì)目的..............................................................................2 第2章

原理分析.....................................................................3 2.1工作原理.........................................................................3 第3章 實(shí)現(xiàn)過程...........................................................................4 3.1 電路圖設(shè)計(jì)......................................................................4 第四章 結(jié)論...............................................................................5 參考文獻(xiàn)：.....................................................................................6

第1 章

緒論

1.1背景

壓力傳感器【2】中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小（也就說壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

早在1954年美國C.S.Smith首先確認(rèn)了半導(dǎo)體壓電效應(yīng)，1955年C.Herring指出：這種壓電電阻效應(yīng)是由于應(yīng)力的作用，引起導(dǎo)體與價(jià)電子帶能量狀態(tài)的變化，以及載流子數(shù)量與遷移率變化所產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。日本從1970年開始研究開發(fā)，首先應(yīng)用在血壓計(jì)上，之后在過程控制領(lǐng)域及轎車發(fā)動(dòng)機(jī)控制部分都獲得了廣泛的應(yīng)用。最近幾年在家用電器、裝配機(jī)器人等應(yīng)用領(lǐng)域普遍采用電子壓力傳感器作為壓力控制、壓力監(jiān)控和判斷真空吸附的效果。

1.2傳感器的定義

國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

1.3傳感器的分類

目前對傳感器尚無一個(gè)統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種： １、按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器

２、按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、1

光柵、熱電偶等傳感器。３、按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量（“１”和"０”或“開”和“關(guān)”）的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。

關(guān)于傳感器的分類

1.按被測物理量分：如：力，壓力，位移，溫度，角度傳感器等； 2.按照傳感器的工作原理分：如：應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器等；

3.按照傳感器轉(zhuǎn)換能量的方式分：

（1）能量轉(zhuǎn)換型：如：壓電式、熱電偶、光電式傳感器等；

（2）能量控制型：如：電阻式、電感式、霍爾式等傳感器以及熱敏電阻、光敏電阻、濕敏電阻等；

4.按照傳感器工作機(jī)理分：

（1）結(jié)構(gòu)型：如：電感式、電容式傳感器等；

（2）物性型：如：壓電式、光電式、各種半導(dǎo)體式傳感器等； 5.按照傳感器輸出信號的形式分：（1）模擬式：傳感器輸出為模擬電壓量；

（2）數(shù)字式：傳感器輸出為數(shù)字量，如：編碼器式傳感器。

1.4設(shè)計(jì)目的

圖1是壓力傳感器在全自動(dòng)洗衣機(jī)中的應(yīng)用實(shí)例。如圖所示，利用氣室，將在不同水位情況下水壓的變化，作為空氣壓力的變化檢測出來，從而可以在設(shè)定的水位上自動(dòng)停止向洗衣機(jī)注水。

圖1

第2章

原理分析

2.1工作原理

圖2為PS壓力傳感器的截面結(jié)構(gòu)圖，圖3為其傳感器部分的結(jié)構(gòu)。如圖所示，在壓力傳感器半導(dǎo)體硅片上有一層擴(kuò)散電阻體，如果對這一電阻體施加壓力，由于壓電電阻效應(yīng)，其電阻值將發(fā)生變化。受到應(yīng)變的部分，即膜片由于容易感壓而變薄，為了減緩來自傳感器底座應(yīng)力的影響，將壓力傳感器片安 裝在玻璃基座上。

圖2

圖3 如圖3（b）所示，當(dāng)向空腔部分加上一定的壓力時(shí)，膜片受到一定程度的拉伸或收縮而產(chǎn)生形變。壓電電阻的排列方法如圖4所示，受到拉伸的電阻R2和R4的阻

值增加；受到壓縮的電阻R1和R3阻值減小。

由于各壓電電阻如圖4那樣組成橋路結(jié)構(gòu)，如果將它們連接到恒流源上，則由于壓力的增減，將在輸出端獲得輸出電壓ΔV，當(dāng)壓力為零時(shí)的ΔV等于偏置電壓Voffset,在理想狀態(tài)下我們希望Voffset=0V實(shí)際上在生成擴(kuò)散電阻體時(shí)，由于所形成的擴(kuò)散電阻體尺寸大小的不同和存在雜質(zhì)濃度的微小差異，因此總是有某個(gè)電壓值存在。壓力為零時(shí)，R1=R2=R3=R4=R，我們把加上一定壓力時(shí)R1、R2電阻的變化部分記作ΔR；相應(yīng)R3、R4電阻的變化部分記作-ΔR，于是ΔV=ΔRI。這個(gè)ΔV相對壓力呈現(xiàn)幾乎完全線性的特性，只是隨著溫度的變化而有所改變。

第3章 實(shí)現(xiàn)過程

3.1 電路圖設(shè)計(jì)

圖5是PS壓力傳感器的外圍電路設(shè)計(jì)實(shí)例，圖中用恒流源來驅(qū)動(dòng)壓力

圖

5、壓力傳感器器設(shè)計(jì)電路

由于橋路失衡時(shí)的輸出電壓比較小，所以必須用運(yùn)放IC1b和IC1C來進(jìn)行放大。圖中VR1為偏置調(diào)整，VR2為壓力靈敏度調(diào)整，VR3為沒有加壓時(shí)輸出電壓調(diào)整，C1、C2用于去除噪聲。另外，如果電源電壓波動(dòng)的話，將引起輸出電壓的變化，所以必須給電路提供一個(gè)穩(wěn)定的電源。

第四章 結(jié)論

傳感器技術(shù)是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，它需要數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、力學(xué)、機(jī)械等知識，同時(shí)還要掌握各種物理量的變換原理、各種靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物理量（如力、振動(dòng)、噪聲、壓力和溫度等）的測定，以及實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等方面所涉及的基礎(chǔ)理論。在做此次實(shí)驗(yàn)前，我把老師所講的傳感器教材通讀了一遍，對傳感技術(shù)有了一定得了解。因?yàn)樵谶@之前，沒有接觸過類似的課程設(shè)計(jì)，所以這次實(shí)驗(yàn)，我感覺有些困難。傳感技術(shù)是一門綜合性的課程知識，想做好這次實(shí)驗(yàn)，必須要有較好的理論知識，例如：電路，模電，還有畫圖時(shí)，也要用軟件畫圖multisim仿真軟件的使用。只有熟悉了這些們課程才能真正的完成這次實(shí)驗(yàn)。首先，是電路圖的設(shè)計(jì)，要明白傳感器的原理及在電路中的作用是什么。雖然最終設(shè)計(jì)出的電路圖不是很復(fù)雜，但是也是幾經(jīng)周折。其次，是在multisim中連接電路元件，讓我進(jìn)一步得熟悉了這個(gè)軟件的功能，并能運(yùn)用自如。雖然畫圖時(shí)比較麻煩，經(jīng)過大概一個(gè)小時(shí)的時(shí)間才畫完，但看著自己畫的圖，覺得很有成就感。最后，是電路的仿真，者可以說是最關(guān)鍵的一部了，前面所有的工作都是在為它打基礎(chǔ)，一旦仿真失敗就意味著所有得努力可能全部白費(fèi)。仿真的結(jié)果雖然顯示出數(shù)字來了，但是和是要得要求相差很遠(yuǎn)。因此，就一次一次的調(diào)試，改變電阻的阻值，以及滑動(dòng)變阻器的阻值，最終把結(jié)果調(diào)試出來了。通過這次傳感器技術(shù)的實(shí)驗(yàn),使我學(xué)到了不少實(shí)用的知識,更重要的是,做實(shí)驗(yàn)的過程,思考問題的方法,這與做其他的實(shí)驗(yàn)是通用的,真正使我們受益匪淺.在這次實(shí)驗(yàn)的過程中我們要培養(yǎng)自己的獨(dú)立分析問題，和解決問題的能力。在調(diào)試電路圖的過程中，要自己學(xué)會(huì)思考。最后，通過這次實(shí)驗(yàn)我不但對理論知識有了更加深刻的理解，更加增強(qiáng)了我的綜合能力，希望以后能多有這樣的作業(yè)，使我們能把所學(xué)的專業(yè)知識實(shí)踐運(yùn)用。使我們整體對各個(gè)方面都得到了不少的提高讓我們得到更好的鍛煉 5

參考文獻(xiàn)：

【1】極化建模與雷達(dá)遙感應(yīng)用（英文版.中文評注）作者:Shane R.Cloude(S.R.克勞德)著，洪文 尹嬙 李洋 等評注出版社:電子工業(yè)出版社出版時(shí)間:2015年08月

【2】壓力傳感器的設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用 作者：孫以材 等編著出版社:冶金工業(yè)出版社出版時(shí)間:2000年04月

第二篇：畢業(yè)設(shè)計(jì)——壓力傳感器設(shè)計(jì)

應(yīng)變式力傳感器的設(shè)計(jì)

專

業(yè) 班

級 學(xué)

號 姓

名 指導(dǎo)教師

自動(dòng)化 07084310 200713072005 王帥 劉濤

傳感器技術(shù)及應(yīng)用大作業(yè)

摘要

壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。

我們知道，晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向受到機(jī)械力作用發(fā)生變形時(shí)，就產(chǎn)生了極化效應(yīng)；當(dāng)機(jī)械力撤掉之后，又會(huì)重新回到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時(shí)候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)，這就是所謂的極化效應(yīng)?？茖W(xué)家就是根據(jù)這個(gè)效應(yīng)研制出了壓電傳感器。

壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。關(guān)鍵詞：壓力

I

傳感器技術(shù)及應(yīng)用大作業(yè)

目錄

摘要.............................................................................................................................I 第1 章

緒論..............................................................................................................1 1.1

背景.............................................................................................................1 1.2

應(yīng)用實(shí)例.....................................................................................................1 第2章

原理分析.......................................................................................................3 2.1

工作原理.....................................................................................................3 第3章

實(shí)現(xiàn)過程.......................................................................................................5 3.1

電路圖設(shè)計(jì)................................................................................................5 3.2

電路仿真....................................................................................................6 心得體會(huì)........................................................................................................................8

II

傳感器技術(shù)及應(yīng)用大作業(yè)

第1 章

緒論

1.1

背景

壓力傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

早在1954年美國C.S.Smith首先確認(rèn)了半導(dǎo)體壓電效應(yīng)，1955年C.Herring指出：這種壓電電阻效應(yīng)是由于應(yīng)力的作用，引起導(dǎo)體與價(jià)電子帶能量狀態(tài)的變化，以及載流子數(shù)量與遷移率變化所產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。日本從1970年開始研究開發(fā)，首先應(yīng)用在血壓計(jì)上，之后在過程控制領(lǐng)域及轎車發(fā)動(dòng)機(jī)控制部分都獲得了廣泛的應(yīng)用。最近幾年在家用電器、裝配機(jī)器人等應(yīng)用領(lǐng)域普遍采用電子壓力傳感器作為壓力控制、壓力監(jiān)控和判斷真空吸附的效果。

圖1 電子壓力傳感器模型

1.2

設(shè)計(jì)目的

圖2是壓力傳感器在全自動(dòng)洗衣機(jī)中的應(yīng)用實(shí)例。如圖所示，利用氣室，將在不同水位情況下水壓的變化，作為空氣壓力的變化檢測出來，從而可以在設(shè)定的水位上自動(dòng)停止向洗衣機(jī)注水。

傳感器技術(shù)及應(yīng)用大作業(yè)

圖2 壓力傳感器在全自動(dòng)洗衣機(jī)中的應(yīng)用

傳感器技術(shù)及應(yīng)用大作業(yè)

第2章

原理分析

2.1

工作原理

圖1為PS壓力傳感器的截面結(jié)構(gòu)圖，圖2為其傳感器部分的結(jié)構(gòu)。如圖所示，在壓力傳感器半導(dǎo)體硅片上有一層擴(kuò)散電阻體，如果對這一電阻體施加壓力，由于壓電電阻效應(yīng)，其電阻值將發(fā)生變化。受到應(yīng)變的部分，即膜片由于容易感壓而變薄，為了減緩來自傳感器底座應(yīng)力的影響，將壓力傳感器片安裝在玻璃基座上。

如圖2（b）所示，當(dāng)向空腔部分加上一定的壓力時(shí)，膜片受到一定程度的拉伸或收縮而產(chǎn)生形變。壓電電阻的排列方法如圖3所示，受到拉伸的電阻R2和R4的阻值增加；受到壓縮的電阻R1和R3阻值減小。

圖4

由于各壓電電阻如圖4那樣組成橋路結(jié)構(gòu)，如果將它們連接到恒流源上，則由于壓力的增減，將在輸出端獲得輸出電壓ΔV，當(dāng)壓力為零時(shí)的ΔV等于偏置電壓Voffset,在理想狀態(tài)下我們希望Voffset=0V，傳感器技術(shù)及應(yīng)用大作業(yè)

實(shí)際上在生成擴(kuò)散電阻體時(shí)，由于所形成的擴(kuò)散電阻體尺寸大小的不同和存在雜質(zhì)濃度的微小差異，因此總是有某個(gè)電壓值存在。壓力為零時(shí)，R1=R2=R3=R4=R，我們把加上一定壓力時(shí)R1、R2電阻的變化部分記作ΔR；相應(yīng)R3、R4電阻的變化部分記作-ΔR，于是ΔV=ΔRI。

這個(gè)ΔV相對壓力呈現(xiàn)幾乎完全線性的特性，只是隨著溫度的變化而有所改變。

傳感器技術(shù)及應(yīng)用大作業(yè)

第3章 實(shí)現(xiàn)過程

3.1 電路圖設(shè)計(jì)

圖5是PS壓力傳感器的外圍電路設(shè)計(jì)實(shí)例，圖中用恒流源來驅(qū)動(dòng)壓力傳感器。

圖5 壓力傳感器設(shè)計(jì)電路

由于橋路失衡時(shí)的輸出電壓比較小，所以必須用運(yùn)放IC1b和IC1C來進(jìn)行放大。圖中VR1為偏置調(diào)整，VR2為壓力靈敏度調(diào)整，VR3為沒有加壓時(shí)輸出電壓調(diào)整，C1、C2用于去除噪聲。另外，如果電源電壓波動(dòng)的話，將引起輸出電壓的變化，所以必須給電路提供一個(gè)穩(wěn)定的電源。

傳感器技術(shù)及應(yīng)用大作業(yè)

3.2 電路仿真

傳感器技術(shù)及應(yīng)用大作業(yè)

傳感器技術(shù)及應(yīng)用大作業(yè)

心得體會(huì)

傳感器技術(shù)是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，它需要數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、力學(xué)、機(jī)械等知識，同時(shí)還要掌握各種物理量的變換原理、各種靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物理量（如力、振動(dòng)、噪聲、壓力和溫度等）的測定，以及實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等方面所涉及的基礎(chǔ)理論。在做此次實(shí)驗(yàn)前，我把老師所講的傳感器教材通讀了一遍，對傳感技術(shù)有了一定得了解。因?yàn)樵谶@之前，沒有接觸過類似的課程設(shè)計(jì)，所以這次實(shí)驗(yàn)，我感覺有些困難。

傳感技術(shù)是一門綜合性的課程知識，想做好這次實(shí)驗(yàn)，必須要有較好的理論知識，例如：電路，模電，還有畫圖時(shí)，也要用軟件畫圖multisim仿真軟件的使用。只有熟悉了這些們課程才能真正的完成這次實(shí)驗(yàn)。首先，是電路圖的設(shè)計(jì)，要明白傳感器的原理及在電路中的作用是什么。雖然最終設(shè)計(jì)出的電路圖不是很復(fù)雜，但是也是幾經(jīng)周折。其次，是在multisim中連接電路元件，讓我進(jìn)一步得熟悉了這個(gè)軟件的功能，并能運(yùn)用自如。雖然畫圖時(shí)比較麻煩，經(jīng)過大概一個(gè)小時(shí)的時(shí)間才畫完，但看著自己畫的圖，覺得很有成就感。最后，是電路的仿真，者可以說是最關(guān)鍵的一部了，前面所有的工作都是在為它打基礎(chǔ)，一旦仿真失敗就意味著所有得努力可能全部白費(fèi)。仿真的結(jié)果雖然顯示出數(shù)字來了，但是和是要得要求相差很遠(yuǎn)。因此，就一次一次的調(diào)試，改變電阻的阻值，以及滑動(dòng)變阻器的阻值，最終把結(jié)果調(diào)試出來了。

通過這次傳感器技術(shù)的實(shí)驗(yàn),使我學(xué)到了不少實(shí)用的知識,更重要的是,做實(shí)驗(yàn)的過程,思考問題的方法,這與做其他的實(shí)驗(yàn)是通用的,真正使我們受益匪淺.在這次實(shí)驗(yàn)的過程中我們要培養(yǎng)自己的獨(dú)立分析問題，和解決問題的能力。在調(diào)試電路圖的過程中，要自己學(xué)會(huì)思考。

最后，通過這次實(shí)驗(yàn)我不但對理論知識有了更加深刻的理解，更加增強(qiáng)了我的綜合能力，希望以后能多有這樣的作業(yè)，使我們能把所學(xué)的專業(yè)知識實(shí)踐運(yùn)用。使我們整體對各個(gè)方面都得到了不少的提高讓我們得到更好的鍛煉。

第三篇：設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?平辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 工資管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 工商管理畢業(yè)論文-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)要素的選擇分析_doc-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 嵌入式系統(tǒng)在多點(diǎn)溫度控制中的應(yīng)用_doc-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 局域網(wǎng)飛鴿傳書軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 局域網(wǎng)聊天程序的實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 局域網(wǎng)監(jiān)控程序-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 局域網(wǎng)監(jiān)聽軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 局域網(wǎng)監(jiān)聽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 局域網(wǎng)文件共享及檢索系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 局域網(wǎng)抓包軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 局域網(wǎng)信息發(fā)布程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)VC+SQL-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型門戶網(wǎng)自助建站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型酒店管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型證券術(shù)語解釋及翻譯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型藥店銷售管理系統(tǒng)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型企業(yè)網(wǎng)上訂單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 小型企業(yè)辦公耗材庫存管理軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 小區(qū)門戶網(wǎng)站-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 賓館客房管理系統(tǒng)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 家庭理財(cái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)室預(yù)約系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_zip-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)的IP地址自動(dòng)設(shè)置程序——服務(wù)器端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)的IP地址自動(dòng)設(shè)置程序——客戶端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué)科建設(shè)系統(tǒng)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué)科建設(shè)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué)生注冊管理軟件的開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué)生宿舍管理系統(tǒng)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 孫景元基于VC的語音聊天系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 大型中斷接口器件的功能演示的可視化設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 多語種視頻音頻播放器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 多語種網(wǎng)絡(luò)硬盤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 多線程的TCP端口掃描程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 多種排序算法動(dòng)態(tài)演示軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 多時(shí)區(qū)時(shí)鐘軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 多媒體課程答疑系統(tǒng)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 多功能聊天軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)——音頻視頻聊天模塊-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì)

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? 外觀專利圖像檢索平臺-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 復(fù)件delphi列車時(shí)刻查詢決策系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)論文+源代碼-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 復(fù)件(2)delphi列車時(shí)刻查詢決策系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)論文+源代碼-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于遺傳算法的中藥藥對挖掘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于進(jìn)程和通信隱藏的木馬設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于角色訪問控制的OA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于網(wǎng)絡(luò)超市商品銷售管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺—電路管理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺—VLPP通信庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺--遠(yuǎn)程指導(dǎo)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺--動(dòng)態(tài)升級模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的庫存管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于糾錯(cuò)碼的容錯(cuò)技術(shù)的研究——x碼的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于糾錯(cuò)碼的冗余技術(shù)的研究——EVENODD碼的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于特征的入侵檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于改進(jìn)的BM算法在IDS中的實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于手機(jī)短信平臺聊天程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于工作流引擎的系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于局域網(wǎng)的視頻聊天室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于局域網(wǎng)的聊天室系統(tǒng)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于局域網(wǎng)的文件傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于半打開的端口掃描技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于一階貝塞爾曲線的信息隱藏軟件的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的駕校理論考試模擬系統(tǒng)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的門診藥品查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的酒店預(yù)訂信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的網(wǎng)上購物系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的網(wǎng)上圖書銷售系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的網(wǎng)上售書系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的火車聯(lián)網(wǎng)售票系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題糠統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的數(shù)據(jù)共享網(wǎng)站的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的房屋銷售信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的工資績效管理系統(tǒng)的開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的城市公交查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_net的內(nèi)部郵件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET的公務(wù)員考試模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì)

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?基于_NET技術(shù)的獵頭公司管理軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——外部事務(wù)部分-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_NET技術(shù)的獵頭公司管理軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——內(nèi)部事務(wù)部分-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于_net企業(yè)訂單管理系統(tǒng)的開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Windows平臺的個(gè)人防火墻設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Windows封包截獲的實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Windows入侵檢測系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)——檢測模塊設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Windows入侵檢測系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)——響應(yīng)模塊設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于web的訂餐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Web的網(wǎng)上評教系統(tǒng)_doc-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Web的新聞發(fā)布系統(tǒng)(答辯未通過)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Web的文檔管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Web的招投標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于WEB的房屋出租管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于WEB的工作計(jì)劃統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于WEB的工作計(jì)劃流程管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于WEB的小型公司人事管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于WEB的圖書館借閱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于WEB的商場管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Web的subversion用戶管理系統(tǒng)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于WebService的數(shù)據(jù)庫同步系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于WebService的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫檢索系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于VC的飛行模擬游戲的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于VC的五子棋游戲軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于VC的一種簡單木馬的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于VC++的串口通信服務(wù)的開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于VB和XML的個(gè)人資料編輯器的實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于USBKEY的文件加密工具—-客戶端的實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于USBKEY文件加密工具——USBkey管理系統(tǒng)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于TCP協(xié)議的簡單即時(shí)通信軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于SVG的自動(dòng)站雨量分析系統(tǒng)論文-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于PP的產(chǎn)品報(bào)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于PP實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)上留言管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于PP實(shí)現(xiàn)的WEB圖片共享系統(tǒng)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Notes的獵頭公司網(wǎng)站的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于NET的產(chǎn)品報(bào)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Misty算法的加密軟件(VC)的實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于Misty算法的加密軟件(JAVA)的實(shí)現(xiàn)-原創(chuàng)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì)

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第四篇：壓力傳感器原理與應(yīng)用知識簡介

壓力傳感器原理與應(yīng)用知識簡介

一、壓力相關(guān)概念

壓力：流體介質(zhì)垂直作用于單位面積上的力稱為“壓強(qiáng)”，在工程技術(shù)上一般稱它為“壓力”，其法定計(jì)量單位為帕斯卡，簡稱帕（符號為Pa）。

1、絕壓：以絕對真空（零壓）為基準(zhǔn)來表示的壓力（PA）。

2、差壓：兩處的壓力差值（PD=P1-P2）

表壓：以實(shí)際大氣壓為基準(zhǔn)來表示的壓力（PG）。當(dāng)P2為大氣壓時(shí)，PG等于PD。

密封壓：以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為基準(zhǔn)來表示的壓力（PS）。當(dāng)實(shí)際大氣壓等于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，密封壓等于表壓，所以密封壓是表壓的一個(gè)特例。負(fù)壓：小于實(shí)際大氣壓時(shí)的表壓力（也叫真空壓），負(fù)壓也是表壓的一個(gè)特例。

二、壓力傳感器

壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用。

1、應(yīng)變片壓力傳感器

力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。

在了解壓阻式力傳感器時(shí)，我們首先認(rèn)識一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D 轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)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。

電阻應(yīng)變片的工作原理

金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：R=ρ×L/S

式中：ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω。cm2/m）

S ——導(dǎo)體的截面積（cm2）

L ——導(dǎo)體的長度（m）

我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時(shí)，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長度減小而截面增加，電阻值則會(huì)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(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情況。

2、陶瓷壓力傳感器

抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0 ～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。

陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40 ～135 ℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強(qiáng)，長期穩(wěn)定性好。高特性，低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。

3、擴(kuò)散硅壓力傳感器

工作原理被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。

擴(kuò)散硅廣泛應(yīng)用在表壓、絕對壓力、差壓（流量）、液位變送器及壓力開關(guān)中。

4、藍(lán)寶石壓力傳感器

利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有無與倫比的計(jì)量特性。

藍(lán)寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會(huì)發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象；藍(lán)寶石比硅要堅(jiān)固，硬度更高，不怕形變；藍(lán)寶石有著非常好的彈性和絕緣特性（1000 OC 以內(nèi)），因此，利用硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng)；另外，硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件，無p-n

漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復(fù)性，確保了高成品率。

用硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價(jià)比高。

表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構(gòu)成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路的藍(lán)寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅(jiān)固的連接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變，該形變被硅-藍(lán)寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會(huì)發(fā)生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。

傳感器的電路能夠保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的失衡信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍(lán)寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變，從而達(dá)到壓力測量的目的。

5、電容式壓力傳感器

利用電容敏感元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成與之成一定關(guān)系的電量輸出的壓力傳感器。它一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個(gè)電極，當(dāng)薄膜感受壓力而變形時(shí)，薄膜與固定電極之間形成的電容量發(fā)生變化，通過測量電路即可輸出與電壓成一定關(guān)系的電信號。電容式壓力傳感器屬于極距變化型電容式傳感器，可分為單電容式壓力傳感器和差動(dòng)電容式壓力傳感器。

單電容式壓力傳感器

它由圓形薄膜與固定電極構(gòu)成。薄膜在壓力的作用下變形，從而改變電容器的容量，其靈敏度大致與薄膜的面積和壓力成正比而與薄膜的張力和薄膜到固定電極的距離成反比。另一種型式的固定電極取凹形球面狀，膜片為周邊固定的張緊平面，膜片可用塑料鍍金屬層的方法制成。這種型式適于測量低壓，并有較高過載能力。還可以采用帶活塞動(dòng)極膜片制成測量高壓的單電容式壓力傳感器。這種型式可減小膜片的直接受壓面積，以便采用較薄的膜片提高靈敏度。它還與各種補(bǔ)償和保護(hù)部以

及放大電路整體封裝在一起，以便提高抗干擾能力。這種傳感器適于測量動(dòng)態(tài)高壓和對飛行器進(jìn)行遙測。單電容式壓力傳感器還有傳聲器式（即話筒式）和聽診器式等型式。

差動(dòng)電容式壓力傳感器

它的受壓膜片電極位于兩個(gè)固定電極之間，構(gòu)成兩個(gè)電容器。在壓力的作用下一個(gè)電容器的容量增大而另一個(gè)則相應(yīng)減小，測量結(jié)果由差動(dòng)式電路輸出。它的固定電極是在凹曲的玻璃表面上鍍金屬層而制成。過載時(shí)膜片受到凹面的保護(hù)而不致破裂。差動(dòng)電容式壓力傳感器比單電容式的靈敏度高、線性度好，但加工較困難（特別是難以保證對稱性），而且不能實(shí)現(xiàn)對被測氣體或液體的隔離，因此不宜于工作在有腐蝕性或雜質(zhì)的流體中。

6、壓電壓力傳感器

壓電式傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小（也就說壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

壓電效應(yīng)是壓電式傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。

壓電式傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是航空和宇

航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。

壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的，因?yàn)闇y量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛。

第五篇：應(yīng)變片壓力傳感器原理與應(yīng)用

應(yīng)變片壓力傳感器原理與應(yīng)用

電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是

A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

如圖1所示，是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖，它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)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。

電阻應(yīng)變片的工作原理

金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：

式中：ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω·cm2/m）

S——導(dǎo)體的截面積（cm2）

L——導(dǎo)體的長度（m）

我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時(shí)，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長度減小而截面增加，電阻值則會(huì)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(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情況。

2、陶瓷壓力傳感器原理及應(yīng)用

抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋

(閉橋)，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0

/

3.0

/

3.3

mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。

陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度

>2kV，輸出信號強(qiáng)，長期穩(wěn)定性好。高特性，低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。

3、擴(kuò)散硅壓力傳感器原理及應(yīng)用

工作原理

被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。

4、藍(lán)寶石壓力傳感器原理與應(yīng)用

利用應(yīng)變電阻式工作原理，采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件，具有無與倫比的計(jì)量特性。

藍(lán)寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會(huì)發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象；藍(lán)寶石比硅要堅(jiān)固，硬度更高，不怕形變；藍(lán)寶石有著非常好的彈性和絕緣特性（1000

OC以內(nèi)），因此，利用硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng)；另外，硅

-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件，無p-n漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復(fù)性，確保了高成品率。

用硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價(jià)比高。

表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構(gòu)成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路的藍(lán)寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅(jiān)固的連接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變，該形變被硅-藍(lán)寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會(huì)發(fā)生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。

傳感器的電路能夠保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的失衡信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍(lán)寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變，從而達(dá)到壓力測量的目的。

壓電壓力傳感器原理與應(yīng)用

壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小（也就說壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。

壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。

電容式壓力傳感器簡介

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展極大地豐富了壓力測量產(chǎn)品的種類，現(xiàn)在，壓力傳感器的敏感原理不僅有電容式、壓阻式、金屬應(yīng)變式、霍爾式、振筒式等等但仍以電容式、壓阻式和金屬應(yīng)變式傳感器最為多見。

金屬應(yīng)變式壓力傳感器是一種歷史較長的壓力傳感器，但由于它存在遲滯、蠕變及溫度性能差等缺點(diǎn)，其應(yīng)用場合受到了很大的限制。

壓阻式傳感器是利用半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)制造的一種新型的傳感器，它具有制造方便，成本低廉等特點(diǎn)，但由于半導(dǎo)體材料對溫度極為敏感，所以其性能受溫度影響較大，產(chǎn)品的一致性較差。

電容式傳感器是應(yīng)用最廣泛的一種壓力傳感器，其原理十分簡單。一個(gè)無限大平行平板電容器的電容值可表示為：

C=

ε

s/d（ε

為平行平板間介質(zhì)的介電常數(shù)，d

為極板的間距，s

為極板的覆蓋面積）

改變其中某個(gè)參數(shù)，即可改變電容量。由于結(jié)構(gòu)簡單，幾乎所有電容式壓力傳感器均采用改變間隙的方法來獲得可變電容。電容式傳感器的初始電容值較小，一般為幾十皮法，它極易受到導(dǎo)線電容和電路的分布電容的影響，因而必須采用先進(jìn)的電子線路才能檢測出電容的微小變化?？梢哉f，一個(gè)好的電容式傳感器應(yīng)該是可變電容設(shè)計(jì)和信號處理電路的完美結(jié)合。

壓力傳感器知識

壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主

要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。

我們知道，晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì)，當(dāng)沿著一定

方向受到機(jī)械力作用發(fā)生變形時(shí)，就產(chǎn)生了極化效應(yīng)；當(dāng)機(jī)械力撤掉之后，又會(huì)重新回

到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時(shí)候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)，這就是所謂

的極化效應(yīng)?？茖W(xué)家就是根據(jù)這個(gè)效應(yīng)研制出了壓力傳感器。

壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石

英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范

圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫

就是所謂的 “

居里點(diǎn)

”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小（也就說壓電系數(shù)比

較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度

和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人

造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

在現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上，比如現(xiàn)在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因?yàn)榻?jīng)過

外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是

這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。

壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種

常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電

式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛

的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)

動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮

子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓

力，也可以用來測量微小的壓力。

壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中，比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電

傳感器制成的，因?yàn)闇y量動(dòng)態(tài)壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣泛。

除了壓電傳感器之外，還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器，利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變

式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料，在不同的場合能夠

發(fā)揮它們獨(dú)特的用途

傳感器的定義

國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

傳感器的分類

可以用不同的觀點(diǎn)對傳感器進(jìn)行分類：它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng))；它們的用途；它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。

根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類

：

傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號?；瘜W(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。

有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的?；瘜W(xué)傳感器技術(shù)問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長

傳感器的靈敏度

靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。

它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。

靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。

當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。

提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。

傳感器的分辨力

分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨力時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。

通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。

電阻式傳感器

電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。

電阻應(yīng)變式傳感器

傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類，金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。

壓阻式傳感器

壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí)，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。

用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感

材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。

熱電阻傳感器

熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種傳感器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。用于測量-200℃～+500℃范圍內(nèi)的溫度。

傳感器的遲滯特性

遲滯特性表征傳感器在正向（輸入量增大）和反向（輸入量減小）行程間輸出-一輸入特性曲線不一致的程度，通常用這兩條曲線之間的最大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示。

遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成。

傳感器

一、傳感器的定義

國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

二、傳感器的分類

目前對傳感器尚無一個(gè)統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種：

１、按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器

２、按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。

３、按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量（“１”和"０”或“開”和“關(guān)”）的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器

三、傳感器的靜態(tài)特性

傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。

四、傳感器的動(dòng)態(tài)特性

所謂動(dòng)態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時(shí)，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。

五、傳感器的線性度

通常情況下，傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。

擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。

六、傳感器的靈敏度

靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值

它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。

靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。

當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。

提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。

七、傳感器的分辨力

分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨力時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。

通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。

八、電阻式傳感器

電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。

九、電阻應(yīng)變式傳感器

傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類，金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。

十、壓阻式傳感器

壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí)，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。

用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感

材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。

十一、熱電阻傳感器

熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種傳感器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。用于測量-200℃～+500℃范圍內(nèi)的溫度。

十二、傳感器的遲滯特性

遲滯特性表征傳感器在正向（輸入量增大）和反向（輸入量減?。┬谐涕g輸出-一輸入特性曲線不一致的程度，通常用這兩條曲線之間的最大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示。遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成。