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为什么半导体应变片灵敏度比金属丝应变片大5070倍

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-05-28
半导体应变片与金属箔式应变片的灵敏度特性有何差别?

半导体应变片的灵敏度比箔式的灵敏度高,半导体的一般为几十,而箔式的在2.0左右。

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。

(1)半导体应变片灵敏度比金属丝应变片大50-70倍的原因
半导体应变片具有灵敏系数大,机械滞后小,阻值范围大,横向效应小等特点, 主要用于测量应力分布,以及作为各种传感器的力-电转换元件.在由半导体应变片组成的传感器中,由四个应变片组成全桥电路,将四个应变片粘贴在弹性元件上,其中两个在工作时受拉伸,而另外两个则受压缩,这样可以使电桥输出的灵敏度最高。由于电桥的供电电源既可采用恒流源,也可采用恒压源,所以桥路输出的电压与应变片阻值变化的关系也就不同。
(2)电阻应变片的测量原理为:金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外,还与金属丝的长度,横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上,当构件受力变形时,金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化,进而发生电阻变化。


15527417649为什么半导体应变片灵敏度比金属丝应变片大50~70倍
项炭侨答:电阻应变片是利用金属合金体形变导致电阻变化的原理制成的形变传感器,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。电阻应变片的优点是变化率稳定,受温度影响小的优点,但是,它的缺点是变化值很微小,检出比较困难;半导体应变片的优点是灵敏度高,输出值电平高,但是,它的稳定差...

15527417649应变片灵敏性度最高的是
项炭侨答:半导体应变片。半导体应变片灵敏度比金属丝应变片大50~70倍,所以半导体应变片是灵敏性度最高的。半导体应变片是用半导体材料制成的,其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时,其电阻率发生变化的现象。

15527417649为什么半导体式应变片的灵敏度比金属高呢?
项炭侨答:金属应变片电阻变化主要尤其结构尺寸变化所致,而半导体是利用半导体的物理效应即压阻效应工作的,金属应变片的优点1.结构简单频率特性好,2,价格低廉品种多样,3可在高(低)温、高速、高压、强烈振动、强磁场及核辐射和化学腐蚀等恶劣条件下正常工作,缺点:具有非线性,输出信号微弱,抗干扰能力较差,因此...

15527417649电阻应变式传感器的应变片中电阻丝的材料有哪些类型?
项炭侨答: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。

15527417649金属箔式应变片与金属丝式应变片相比有什么优点
项炭侨答:半导体应变片的灵敏度比箔式的灵敏度高,半导体的一般为几十,而箔式的在2.0左右。

15527417649应变片的灵敏系数是什么?
项炭侨答:应变片的灵敏系数是一个比值,指单位应变引起的电阻的变化比率。它与电阻丝的灵敏系数不同在于应变片的灵敏系数低于电阻丝的灵敏系数,因为做成应变计后,电阻丝的形状发生了改变。电阻应变计灵敏系数和电容应变计灵敏系数。电阻变化率△R/R和引起此电阻变化的构件表面在应变计轴线方向的应变之比,电容应变...

15527417649半导体应变片与金属应变片的区别是什么?
项炭侨答:半导体应变片是一种利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件。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)。2、应用不同:丝绕式电阻片,目前广泛使用的有半圆弯头平绕式,这种电阻片多用纸底和纸盖,价格低廉,适于实验室广泛使用,缺点是精度...

15527417649金属应变片和半导体应变片有什么相同和不同之处?
项炭侨答:1、作用不同:都是基于压阻效应,也就是受到压力时其电阻值会发生变化,但半导体应变片的灵敏系数比金属应变片要大很多,用于大信号输出的场合。2、影响不同:半导体应变片但是机械强度低,受温度影响大。金属应变片机械轻度高,灵敏度低,成本也低。3、含义不同:金属丝是基于应变效应,而半导体才是...

15527417649金属应变片和半导体应变片的异同
项炭侨答:根据百度题库相关资料显示,金属应变片和半导体应变片的异同如下:相同点:在一定条件下能改变自身的物理性质,并且将其转变成电阻的变化。不同点:1.工作原理不同:金属电阻应变片基于机械变形引起电阻的变化;半导体应变片基于电阻率变化引起电阻的变化。2.灵敏度不同:金属电阻应变片的灵敏度取决于泊松比的...

15527417649金属电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别?
项炭侨答: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...


(编辑:殷娇冉)
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