电阻传感器

2.3电阻式传感器电阻传感器工作原理电阻传感器是将非电量，如力、位移、形变、速度和加速度等的变化量，利用电阻元件，变换成有一定关系的电阻值的变化，通过电测量技术对电阻值的测量达到对上述非电量测量的目的。电阻传感器分类电阻传感器分类主要分为两大类：1.电位计式电阻传感器：分为线绕式和非线绕式。主要用于非电量变化较大的测量场合；2.应变式电阻传感器：分为金属应变片和半导体应变片。用于测量变化量较小的情况，其灵敏度较高。2.3.1电位器式电阻传感器电位计式电阻传感器的工作原理类似物理学接触的滑动变阻器。滑动变阻器电阻式拉线位移传感器-拉线电位器DWP●电位器式，电压分配原理；●容易安装；●高防护等级；主要应用：液压机械；起重机械；木工、型材、金属处理机械；以及通用自动化应用；线绕式电位计电阻传感器工作原理若电位器的负载电阻RU=∞，根据分压原理，得：xSLxRRLxRRRLxLx,xSLxUUViOLxiRRUU0线绕式电位计具有精度高、性能稳定、易于实现线性变化的优点，缺点是分辨率低、耐磨性差、寿命较短等。为了克服线绕式电位计的缺点，人们研制了非线绕电位计式电阻传感器：1.膜式电位器；2.导电塑料电位器；3.光电电位器式电阻传感器。膜式电位器分类1.碳膜电位器：在绝缘骨架表面喷涂一层均匀的电阻液，经烘干聚合后制成电阻膜。电阻液由石墨、碳墨、树脂配制而成。这种电位器的分辨力高、耐磨性强、线性度好；缺点是接触电阻大、噪声大等。2.金属膜电位器：以玻璃、陶瓷或胶木为基体，用高温蒸镀或电镀等方法在其表面涂覆一层金属膜而制成。用于制作金属膜的合金为锗铑，铂铜，铂铑，铂铑锰等。这种电位器具有温度系数小，在高温下仍能正常工作的优点，但存在耐磨性差、功率小、阻值不高（1~2KΩ）的缺点。导电塑料电位器这种电位器由塑料粉及导电材料粉（合金、石墨、碳黑等）压制而成，也称实心电位器，其优点是耐磨性好、寿命长、电刷允许的接触压力大，适用于振动、冲击等恶劣条件下工作，阻值范围大，能承受较大的功率；但该种传感器受温度影响大，同时具有接触电阻大、精度不高的缺点。光电电位器光电电位器是一种非接触式电位器，它以光束代替电刷，克服了上述几种电位器的缺点。电阻应变片式传感器电阻应变片式传感器是目前用于测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数最广泛的传感器之一。它具有悠久的历史，新型应变片仍在不断出现，它是利用应变效应制造的一种测量微小变化量的理想传感器。2.3.2应变片式电阻传感器根据电阻变化机理不同，应变式电阻传感器可分为基于应变效应的力（压力）——应变——电阻转换的金属电阻应变传感器和基于压阻效应的力（压力）——硅压阻转换的半导体电阻应变传感器。金属电阻应变片式传感器金属导体受到外界力作用时，产生长度或截面变化的机械变形，从而导致阻值变化，这种因应变而使阻值发生变化的现象称为“应变效应”。应变效应的产生，是因为导体电阻R=ρL/A与其几何尽寸L、A有关（ρ在金属导体变形时基本不变，但在半导体应变中却是主导作用），当导体在受力作用时，这两个参数都会发生变化，所以会引起电阻的变化。通过测量阻值的大小，就可间接求出作用力的大小。电阻应变荷重传感器测量过程：用应变片测量应变或应力时，在外力作用下，被测对象产生机械变形，应变片随之发生相同的变化，同时，应变片电阻也发生相应变化。当测得应变片电阻变化量R时，便可计算出被测对象的应变值ε，根据应力和应变的关系，应力σ可知。半导体电阻应变片式传感器压阻效应：是指锗、硅等半导体材料，当某一轴向受到力的作用时，因电阻率的变化而带来的电阻变化的现象。硅压力传感器内部结构硅加速度传感器内部结构高灵敏度应变片式电阻传感器实际电路电桥传感器全集成信号调理