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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

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-05-23
金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应的特点

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。

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

1.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?
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,如电阻应变片、电容。
3.简述电阻应变式传感器产生横向误差的原因。

粘贴在受单向拉伸力试件上的应变片 , 如图2-3所示,其敏感栅是有多条直线和圆弧部分组成。这时,各直线段上的金属丝只感受沿轴向拉应变,电阻值将增加。但在圆弧段上,沿各微段轴向 (即微段圆弧的切向) 的应变与直线段不相等,因此与直线段上同样长度的微段所产生的电阻变化就不相同,最明显的在处圆弧段上,按泊松关系,在垂直方向上产生负的压应变,因此该段的电阻是最小的。而在圆弧的其它各段上,其轴向感受的应变由 +变化到-。由此可见 , 将直的电阻丝绕成敏感栅之后,虽然长度相同,但应变状态不同,其灵敏系数降低了。这种现象称横向效应。
应变片横向效应表明 , 当实际使用应变片时,使用条件与标定灵敏系数 k 时的标定规则不同时,实际 k 值要改变,由此可能产生较大测量误差,当不能满足测量精确度要求时,应进行必要的修正。
4.采用阻值为120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥,供桥电压为4V,并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1和1 000时,试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压,并比较三种情况下的灵敏度。
解:单臂时,所以应变为1时/V,应变为1000时应为/V;
双臂时,所以应变为1时/V,应变为1000时应为/V;
全桥时,所以应变为1时/V,应变为1000时应为/V。从上面的计算可知:单臂时灵敏度最低,双臂时为其两倍,全桥时最高,为单臂的四倍。
5.差动电桥有哪些有优点?
答:差动电桥比单臂电桥的灵敏度高,此外,还可以有效地改善电桥的温度误差、非线性误差。

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?

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,如电阻应变片、电容。

3(简述电阻应变式传感器产生横向误差的原因。

粘贴在受单向拉伸力试件上的应变片 , 如图2-3所示,其敏感栅是有多条直线和圆弧部

图2,3 横向效应

分组成。这时,各直线段上的金属丝只感受沿轴向拉应变,电阻值将增加。但在圆弧段上,,x

沿各微段轴向 (即微段圆弧的切向) 的应变与直线段不相等,因此与直线段上同样长度的微

,,,/2段所产生的电阻变化就不相同,最明显的在处圆弧段上,按泊松关系,在垂直方向上产生负的压应变,,因此该段的电阻是最小的。而在圆弧的其它各段上,其轴向感受y

的应变由 +变化到-,。由此可见 , 将直的电阻丝绕成敏感栅之后,虽然长度相同,但,yx

应变状态不同,其灵敏系数降低了。这种现象称横向效应。

应变片横向效应表明 , 当实际使用应变片时,使用条件与标定灵敏系数 k 时的标定规则不同时,实际 k 值要改变,由此可能产生较大测量误差,当不能满足测量精确度要求时,应进行必要的修正。

4(采用阻值为120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥,供桥电压为4V,并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1和1 000时,试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压,并比较三种情况下的灵敏度。


14743092269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
童盲元答: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...

14743092269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
童盲元答: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。

14743092269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?
童盲元答: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...

14743092269金属电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何异同
童盲元答: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。

14743092269金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应的特点
童盲元答:金属电阻应变片 #应变效应 #感应栅 #硅半导体 #压-阻效应

14743092269金属电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何异同
童盲元答: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。

14743092269电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何不同?它们各有何特点?_百度知 ...
童盲元答: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...

14743092269电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别?各有何优缺点?_百度...
童盲元答:金属电阻应变片是基于金属的电 阻应变效应原理。半导体应变片是基 于压阻效应。压阻式的优点:1. 灵敏 度高 2. 机械滞后小,横向效应小,精 度高,体积小、重量轻、动态频响 高,易于集成 缺点:温度稳定性差, 灵敏度分散度大,较大的应力作用下 非线性误差大,机械强度低。 电阻应 变式传感器特...

14743092269电阻应变式传感器的应变片中电阻丝的材料有哪些类型?
童盲元答: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。

14743092269金属电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何异同
童盲元答:不同点为灵敏度不同,温度影响不同等。金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理都是在外界力作用下产生机械变形,从而导致材料的电阻发生变化。金属应变片工作原理的灵敏度相对较低,而半导体应变片工作原理的灵敏度较高。金属应变片工作原理受温度影响较小,而半导体应变片工作原理对温度较为敏感。


(编辑:艾萱钧)
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