传感器原理与应用课件 第8章 压阻式传感器.ppt

8.6.2 恒流源供电 假设电桥两个支路的电阻相等，即 故有 因此电桥的输出为 整理后得 电桥的输出与电阻的变化量成正比，即与被测量成正比，当然也与电源电流成正比，即输出与恒流源的供给电流大小与精度有关，不受温度影响，这是恒流源供电的优点。使用恒流源供电时，最好一个传感器配备一个恒流源。 8.6.3 减小在扩散工艺中的温度影响 1.将四个电桥电阻尽量集中于一个小的范围 在扩散电阻形成的工艺过程中，光刻、扩散等工艺会引起电阻条宽度或杂质浓度发生偏差。这就导致各电阻值和温度系数互不相等，造成电桥的不平衡，电桥的输出特性就会受到温度的影响。 2.采用复合电阻条减少温度影响 如图所示，在（100）面上配置了8个电阻条，相互对它们自己中心对称，按图中方式连成电阻桥。这样，电桥的每一臂都由对中心点对称的两个电阻构成复合电阻，即1和2，3和4，5和6，7和8，使得电桥每一臂电阻值和温度系数都可做得很接近，所以电桥零点不随温度变化，也没有零点漂移，表现出良好的温度特性。 8.7 压阻式传感器的应用 由于具有频响高、体积小、精度高、测量电路与传感器一体化等特点，压阻式传感器相当广泛地应用在航天、航空、航海、石油、化工、动力机械、生物医学、气象、地质地震测量等各个领域。 1.生物医学上的应用 小尺寸，高输出和稳定可靠的性能，使得压阻式传感器成为生物医学上理想的测试手段。 2.爆炸压力和冲击波的测量 在爆炸压力和冲击波的测试中，广泛应用压阻式压力传感器。 3.汽车上的应用 用硅压阻式传感器与电子计算机配合可监测和控制汽车发动机的性能，以达到节能目的。此外还可用来测量汽车启动和刹车时的加速度。 4.兵器上的应用 由于固有频率高，动态响应快，体积小等特点，压阻式压力传感器适合测量枪炮膛内的压力。测量时，传感器安装在枪炮的身管上或装在药筒底部。另外，压阻式传感器也用来测试武器发射时产生的冲击波。 此外，在石油工业中，硅压阻式压力传感器用来测量油井压力，以便分析油层情况。压阻式加速度计做为随钻测向测位系统的敏感元件，用于石油勘探和开发。在机械工业中，可用来测量冷冻机、空调机、空气压缩机、燃气涡轮发动机等气流流速，监测机器的工作状态。在邮电系统中，用作地面和地下密封电缆故障点的检测和确定，比机械式传感器精确和节省费用。在航运上，测量水的流速，以及测量输水管道，天然气管道内的流速等。 第8章 压阻式传感器 8.1 压阻式传感器的工作原理 8.2 晶向的表示方法 8.3 压阻系数 8.4 影响压阻系数的因素 8.5 压阻式传感器的结构与设计 8.5.1 压阻式压力传感器 8.5.2 压阻式加速度传感器 8.6 压阻式传感器的测量电路及补偿 8.6.1 恒压源供电 8.6.2 恒流源供电 8.6.3 减小在扩散工艺中的温度影响 8.7 压阻式传感器的应用 固体受到力的作用后，其电阻率（或电阻）就要发生变化，这种现象称为压阻效应。压阻式传感器是利用固体的压阻效应制成的一种测量装置。 分类:粘贴型压阻式传感器(传感元件是用半导体材料的体电阻制成的粘贴式应变片) 扩散型压阻式传感器(它的传感元件是利用集成电路工艺，在半导体材料的基片上制成的扩散电阻。 8.1 压阻式传感器的工作原理 任何材料电阻的变化率都由下式决定 对金属而言，上式中的?一项较小，即电阻率的变化率较小，有时可忽略不计，而Δl/l与Δs/s两项较大，即尺寸的变化率较大，故金属电阻的变化率主要是由Δl/l与Δs/s两项引起的，这就是金属应变片的基本工作原理。对半导体而言，上式中的Δl/l与Δs/s两项很小，即尺寸的变化率很小，可忽略不计，而 一项较大，也就是电阻率变化率较大，故半导体电阻的变化率主要是由?一项引起的，这就是压阻式传感器的基本工作原理。 如果引用 式