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金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应的特点

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-06-07
金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?

电阻应变片的工作原理是金属在受力的情况下,截面会发生变化,从而电阻发生变化,通过这个原理,配合应变测试仪和软件,可以测量出被测试物的变形量。
半导体应变片是利用半导体结构形变导致载流子密度变化制成的形变传感器。
电阻应变片的特点是抗批量强度高,应变系数稳定,但是应变系数相比半导体应变片较小,因此应变测试时应变值比较小,对小应变测试,精度没有半导体应变片高。而半导体应变片的优点是灵敏度高,但是受外界因素影响较大。
本人专门从事应变测试工作,有问题的话可以私信本人共同探讨。

金属电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上的不同在于电阻变化的原因不同:
金属电阻丝应变片是导体的形状变化从而引起阻值相应的变化。
半导体应变片是半导体的电阻率发生变化从而引起电阻相应的变化。
(1)电阻应变片,是由用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。电阻应变片是由Φ=0.02-0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状(或用很薄的金属箔腐蚀成栅状)夹在两层绝缘薄片中(基底)制成。用镀银铜线与应变片丝栅连接,作为电阻片引线。电阻应变片有多种形式,常用的有丝式和箔式。

(2)利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件,又称半导体应变片。压阻效应是半导体晶体材料在某一方向受力产生变形时材料的电阻率发生变化的现象(见压阻式传感器)。半导体应变片需要粘贴在试件上测量试件应变或粘贴在弹性敏感元件上间接地感受被测外力。利用不同构形的弹性敏感元件可测量各种物体的应力、应变、压力、扭矩、加速度等机械量。
(3)半导体应变片与电阻应变片相比,具有灵敏系数高(约高 50~100倍)、机械滞后小、体积小、耗电少等优点。P型和N型硅的灵敏系数符号相反,适于接成电桥的相邻两臂测量同一应力。早期的半导体应变片采用机械加工、化学腐蚀等方法制成,称为体型半导体应变片。它的缺点是电阻和灵敏系数的温度系数大、非线性大和分散性大等。这曾限制了它的应用和发展。自70年代以来,随着半导体集成电路工艺的迅速发展,相继出现扩散型、外延型和薄膜型半导体应变片,上述缺点得到一定克服。半导体应变片主要应用于飞机、导弹、车辆、船舶、机床、桥梁等各种设备的机械量测量。

金属电阻应变片的工作原理主要基于电阻的应变效应,即导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象。它由保护片、感应栅、基底和引线四个部份组成。感应栅是由应变灵敏系数比较大的电阻丝制成。当金属电阻丝受外力作用时,其长度和截面积都发生了变化,从而改变了电阻丝的电阻值。当电阻丝受外力伸长时,长度增加,截面积减小,电阻增大;当受压缩短时,长度变短,截面积增加,电阻变小。因此,只要测出电阻的变化,便可通过换算得知金属丝的应变情况。
半导体应变片主要采用硅半导体的压-阻效应制作而成,如果在半导体晶体上施加作用力,晶体除产生应变外,其电阻率也会发生变化。和金属电阻应变片相比,它的灵敏系数很高,可达100-200,但是在温度稳定性和可重复性方面不如金属电阻应变片。


13911897807金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同
危鸣独答:答:金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的,半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。2.直流测量电桥和交流测量电桥有什么区别?答:它们的区别主要是直流电桥用直流电源,只适用于直流元件,如电阻应变片,交流电桥用交流电源,适用于所有电路元件,如电阻应变...

13911897807金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?
危鸣独答:金属电阻应变片的工作原理是金属在受力的情况下,截面会发生变化,从而电阻发生变化,通过这个原理,配合应变测试仪和软件,可以测量出被测试物的变形量。半导体应变片是利用半导体结构形变导致载流子密度变化制成的形变传感器。金属电阻应变片的特点是抗批量强度高,应变系数稳定,但是应变系数相比半导体应变片较...

13911897807金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么相同
危鸣独答:半导体应变片主要采用硅半导体的压-阻效应制作而成,如果在半导体晶体上施加作用力,晶体除产生应变外,其电阻率也会发生变化。和金属电阻应变片相比,它的灵敏系数很高,可达100-200,但是在温度稳定性和可重复性方面不如金属电阻应变片。

13911897807金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应的特点
危鸣独答:金属电阻应变片 #应变效应 #感应栅 #硅半导体 #压-阻效应

13911897807金属电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何异同
危鸣独答:半导体应变片则是基于压阻效应工作的。1、金属电阻应变片的工作原理是基于金属材料的应变电阻效应,金属丝沿轴向受到拉伸或压缩,其阻值增大或减小,此现象为电阻应变效应。2、半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应,半导体沿某一轴向受到应力而产生应变时,其电阻率发生变化,此现象为压阻效应。

13911897807金属电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何异同
危鸣独答:不同点:金属电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,利用的是金属材料的电阻定律,应变片的结构尺寸变化时,电阻相应地变化,其电阻率ρ 并未发生变化。半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应,压阻效应又是指当半导体材料的某一轴向受力作用,其电导率ρ 则发生变化的现象。

13911897807电阻应变式传感器的应变片中电阻丝的材料有哪些类型?
危鸣独答:2.半导体材料:半导体材料应变片中的电阻丝通常是用半导体材料制成的。比如灵敏度比金属材料高很多的半导体材料应变片,如硅、锗等。这类应变片的灵敏度通常比金属电阻丝高得多,可测微小应变(600微应变),长度相对变化量为10-6mm/mm。然而,半导体材料的非线性误差较为严重,测量范围相对较小。

13911897807电阻应变计半导体应变计
危鸣独答:半导体应变计是一种利用压阻效应进行工作的敏感元件,当被测构件承受负载产生应变时,其电阻特性会发生变化。其核心构造是用锗或硅等半导体材料制成的敏感栅,主要有体型和扩散型两种类型。体型应变计由单晶硅或锗通过切割和腐蚀工艺制成,而扩散型则是通过在半导体材料中掺入杂质实现的。半导体应变计的一大...

13911897807对于金属和半导体材料的电阻应变片,应变灵敏系数受哪些因素影响_百度...
危鸣独答:主要受材料的影响,金属的一般在2.10左右,半导体的忘了,貌似在80左右。

13911897807电阻丝应变片和半导体应变片的区别?
危鸣独答:电阻丝应变片与半导体应变片的机理是一样的,都是通过应变电阻效应。区别是前者是利用导体形变引起电阻的变化,后者利用半导体电阻率变化引起电阻的变化。电阻丝的特点是 :线性度好 制作简单 性能稳定 价格便宜 易于粘贴 但灵敏度不高 半导体特点是 :在较小的功耗下具有较高的灵敏度和较大的电阻变化...


(编辑:宣晶裕)
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