力和压力检测系统.pptVIP

压阻式传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过检测电路就可得到正比于力变化的电信号输出。 压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量（如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度）的检测和控制。 任务二 压阻式压力传感器的应用 压阻效应：当力作用于某些硅晶体时，晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化，电阻率发生变化。 一、压阻式压力传感器 任务二 压阻式压力传感器的应用 压阻式压力传感器：周边固定支撑的电阻和硅膜片的一体化硅杯式扩散型压力传感器。 优点是： 频率响应高,适于动态检测 体积小，适于微型化，可集成到一个芯片上 精度高，可达0.1～0.01 灵敏高, 有些应用场合可不加放大器 无活动部件，可靠性高 任务二 压阻式压力传感器的应用 任务二 压阻式压力传感器的应用 压阻式压力传感器广泛地应用于航空航天、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震检测等各个领域。 任务二 压阻式压力传感器的应用 二、压力传感器检测常识 任务二 压阻式压力传感器的应用 1. 负压和绝压检测 3. 2. 漂移及影响传感器漂移的因素 精度 1.负压和绝压检测 图5-17所示为负压检测压力图，负压传感器也称为表压传感器，传感器两端均连接至大气，两端受到大气压力相同时相互抵消。 任务二 压阻式压力传感器的应用 图5-18所示为绝压检测压力图，绝压传感器的背面完全密封且抽为真空。因此，绝压传感器可以检测大气压的变化，通常检测没有参考气压值的气体环境。 任务二 压阻式压力传感器的应用 2.漂移及影响传感器漂移的因素 压力传感器中的漂移产生的根本原因在于所有的压力传感器均基于一种材料的弹性变形，不论其材质弹性如何良好，每次弹性回复后，总会产生一定的弹性疲劳和残余形变。在传感器使用过程中，由于弹性材料引起的漂移根据材质不同各不相同。 任务二 压阻式压力传感器的应用 3.精度 压力传感器的精度表示方法是以误差值的大小来量度的，一般为±%FS，即误差相当于满量程的百分比。通常精度包含了非线性误差、重复性误差和迟滞（回复）误差。例如，压力传感器标示精度为±0.5%FS，量程为100 kPa，则最大误差不会大于±0.5 kPa。 任务二 压阻式压力传感器的应用 实训目标 使用表压法压阻式压力传感器检测一个密封容器内的气压值，初步掌握压力传感器的一般特性和质量检查方法，掌握压力变送器的输出连接方法，熟悉压力传感器的使用特点和一般规程。 实训二 使用压阻式压力传感器检测气压 实训二 使用压阻式压力传感器检测气压 实训二 使用压阻式压力传感器检测气压 注意事项 （1）压阻式传感器的精度很高，但是存在的最大问题在于长期稳定性不够理想，存在较大的漂移，这是传感器本身的特性所决定的。为了保证计量校准结果的准确和可靠，通常在一段时间内需要重新标定，一般为一年。 实训二 使用压阻式压力传感器检测气压 （2）高精度的稳定检测需要关闭气泵电源，以免产生气动不稳定对容器的真实压力产生影响，从而得出错误读数。 （3）检测过程中，需要与大气相连通的管接头保持畅通状态，以确定气压检测的基准不发生改变。 实训二 使用压阻式压力传感器检测气压 思考与练习 1.通过电阻应变片检测应变计算出所受到的力。请上网找一家生产电阻应变片的企业，并仔细阅读其产品说明书，说明其产品都适应于什么行业的检测。 2.总结压阻式传感器的检测原理和一般检测方法。 思考与练习 目录 力的检测在工程应用中极为重要，往往是确定设备安全使用的主要性能指标，在工况监测中广泛应用，如压力加工、水坝强度监测、机械制造等。力学量的检测在行业上主要使用电阻应变片将受力转换为应变，进而改变电阻引起电路参量变化。除了电阻应变以外，随着现代半导体技术的发展，压阻式、压磁式和压电式传感器也得到了长足发展，丰富了力检测方法。 力和压力检测系统 通过熟悉电阻应变片传感器的使用，了解力检测的一般原理和使用条件，掌握力传感器的一般分类、原理和使用方法。 任务一 认识力传感器 知识目标 通过实践操作和训练理解，初步认识电阻应变片传感器及其检测适应性，了解工业中常用的各种电阻应变片式传感器的基本选用原则。 技能目标 任务一 认识力传感器 电阻应变片式测力传感器多应用于工程检测上，如水坝、桥梁、涵洞等结构件的应力监测，也应用于变形测试和振动检测等行业中，在称重检测中也得到广泛的应用。 一、电阻应变片式测力传感器 任务一 认识力传感器 由电阻的变化量可以推断出弹性体的受力大小为 式中，R为电阻应变片的电阻（Ω）；μ为电阻丝的泊松系数；ε为电阻丝的应变率；ρ为电阻丝电阻率（Ω?m）。 任务一 认识力传感器 一