传感及微传感基础--电阻式传感器1解读.ppt

应变片的温度效应及补偿 用应变片测量时，由于环境温度变化所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，称应变片的温度误差，又称热输出。 温度误差产生的原因 温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变 试件材料与敏感材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变 温度补偿方法： 温度误差自补偿法： （1）??单丝自补偿法 从上式可以看出，对于给定的试件,αg一定，适当选取栅丝的温度 系数αt及膨胀系数αs，使 αt =-k(αg- αs)，可补偿温度误差。 双丝自补偿应变片： 应变片敏感栅丝由两种不同温度系数的金属丝串接组成。 通过试验与计算，调整R1与R2的比例，使温度变化时产生的电阻变化 桥路补偿法： 双丝半桥式 补偿块法 差动电桥补偿 热敏电阻补偿：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。此方法的缺点是不能补偿因温度变化引起的电桥不平衡。 应变片的选用与粘贴 应变片的种类： 金属电阻应变片和半导体应变片两大类 常见的为： 金属丝式应变片 金属箔式应变片 金属薄膜应变片 半导体应变片：体型半导体应变片，薄膜型半导体应变片，扩散型半导体应变片 应变片粘贴工艺 试件的表面处理，应变片位置确定，贴片、干燥固化，质量检查，引线的焊接和固定，应变片的防护屏蔽。 应变片传感器的种类： 应变式测力传感器 应变式压力传感器 应变式位移传感器 其他应变式传感器 电阻式传感器的应用 电阻式触摸屏 电子秤 1、电阻式触摸屏 电阻式触摸屏分类 四线：四线触摸屏包含两个阻性层。其中一层在屏幕的左右边缘各 有一条垂直总线，另一层在屏幕的底部和顶部各有一条水平 总线。 五线：五线触摸屏使用了一个阻性层和一个导电层。导电层有一个 触点，通常在其一侧的边缘。阻性层的四个角上各有一个触 点。 七线：七线触摸屏的实现方法除了在左上角和右下角各增加一根线 之外，与五线触摸屏相同。 八线：除了在每条总线上各增加一根线之外，八线触摸屏的实现方 法与四线触摸屏相同。 电阻触摸屏结构 电阻式触摸屏屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜，其中第一层为玻璃或有机玻璃底层，第二层为隔层，第三层为多元树脂表层，表面还涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面经硬化处理、光滑防刮的塑料层。 电阻式触摸屏工作原理 电阻触摸屏主要是通过压力感应原理来实现对屏幕内容的操作和控制的。轻触表层压下时，接触到底层，控制器同时从四个角读出相称的电流及计算手指位置的距离。当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比，即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标。 所有的电阻式触摸屏都采用分压器原理来产生代表X坐标和Y坐标的电压。如下图所示，分压器是通过将两个电阻进行串联来实现的。上面的电阻(R1)连接正参考电压(VREF)，下面的电阻(R2)接地。两个电阻连接点处的电压测量值与下面那个电阻的阻值成正比。 为了在电阻式触摸屏上的特定方向测量一个坐标，需要对一个阻性层进行偏置：将它的一边接VREF，另一边接地。同时，将未偏置的那一层连接到一个ADC的高阻抗输入端。当触摸屏上的压力足够大，使两层之间发生接触时，电阻性表面被分隔为两个电阻。它们的阻值与触摸点到偏置边缘的距离成正比。触摸点与接地边之间的电阻相当于分压器中下面的那个电阻。因此，在未偏置层上测得的电压与触摸点到接地边之间的距离成正比。 检测有无接触 所有的触摸屏都能检测到是否有触摸发生，其方法是用一个弱上拉电阻将其中一层上拉，而用一个强下拉电阻来将另一层下拉。如果上拉层的测量电压大于某个逻辑阈值，就表明没有触摸，反之则有触摸。这种方法存在的问题在于触摸屏是一个巨大的电容器，此外还可能需要增加触摸屏引线的电容，以便滤除LCD引入的噪声。弱上拉电阻与大电容器相连会使上升时间变长，可能导致检测到虚假的触摸。 2、电子秤 在电子秤中，传感器是最关键的部件，也是设计中最难处理的环节，其性能的好坏直接决定了电子秤的性能。 设计称重传感器的指导思想是:追求良好的自然线性，尽量有较高的输出灵敏度，抗侧向能力强，结构简单,易于加工和密封，长期稳