压阻式固态平膜片应变传感器原理与应用详解

本课件聚焦于第二章第一节，即电阻应变传感器，深入探讨了压阻式固态平膜片的应变-自动检测技术及其在实际应用中的表现。章节内容首先介绍了压阻效应，这是指导体或半导体材料在承受外力作用时，其几何尺寸发生变化，进而导致电阻值改变的现象。应变片是这种效应的关键组件，它通常由电阻丝构成，当受到拉伸或压缩时，其长度和直径的变化会影响电阻值。 课程详细讲述了应变片的工作原理，以金属丝为例，当拉伸时，电阻丝的长度增加，直径减小，从而使得电阻增大。而对于半导体材料，特别是N型和P型硅，其压阻系数较大，因此在拉伸或压缩时表现出显著的电阻变化，这被用于制造高灵敏度的压阻传感器。课程还涵盖了应变片的不同种类，包括结构设计，如引出线、覆盖层、基底和电阻丝，以及有效使用面积的计算。 接着，课件讨论了应变片的测量转换电路，这部分涉及如何将物理上的应变转化为电信号，通常通过非平衡电桥来实现，它具有调零和温度补偿的功能，以确保测量结果的准确性。此外，课程涵盖了应变效应在实际应用中的体现，如荷重传感器和扭矩传感器，以及压阻式固态压力传感器，这些传感器广泛应用于汽车衡、力矩测量和工业自动化等领域。 压阻式固态压力传感器是一种特殊的应变传感器，其利用硅膜片的压阻效应来测量压力。通过微电子技术集成4个相等的电阻，形成全桥电路，不同位置的电阻感受到不同应变，从而实现了对压力的精确测量。这种技术在液体深度测量（如投入式液位计）中也发挥了重要作用。 本章节内容全面且深入地阐述了电阻应变传感器的基础理论、构造原理、测量方法和实际应用案例，为理解压阻式固态平膜片的应变自动检测技术和其在工业、建筑和其他领域中的应用提供了坚实的基础。