首页 >>  正文

压阻式压力传感器和压电式压力传感器有什么区别,跪求PPT版本解释

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-05-14
压阻式压力传感器和应变式压力传感器原理的异同?

从原理上讲,应变式压力传感器,是外界的压力(或拉力)引起应变材料的几何形状(长度或宽度)发生改变,进而导致材料的电阻发生变化。检测这个电阻变化量可以测得外力的大小。

压阻式压力传感器通常是半导体压敏材料。半导体压阻式传感器在受到外力后,自身的几何形状几乎没有什么改变,而是其晶格参数发生改变,影响到禁带宽度。禁带宽度哪怕是非常微小的改变,都会引起载流子密度很大的改变,这最终引起材料的电阻率发生改变。

可见两种材料虽然都对外力变化呈现出电阻的变化,但原理不同。另外,应变式材料对外力的敏感度远远低于半导体压阻材料,后者的灵敏度是前者的约100倍;应变材料特性受温度影响较小,而半导体压阻材料对温度敏感。

从原理上讲,应变式压力传感器,是外界的压力(或拉力)引起应变材料的几何形状(长度或宽度)发生改变,进而导致材料的电阻发生变化.检测这个电阻变化量可以测得外力的大小.
压阻式压力传感器通常是半导体压敏材料.半导体压阻式传感器在受到外力后,自身的几何形状几乎没有什么改变,而是其晶格参数发生改变,影响到禁带宽度.禁带宽度哪怕是非常微小的改变,都会引起载流子密度很大的改变,这最终引起材料的电阻率发生改变.
可见两种材料虽然都对外力变化呈现出电阻的变化,但原理不同.另外,应变式材料对外力的敏感度远远低于半导体压阻材料,后者的灵敏度是前者的约100倍;应变材料特性受温度影响较小,而半导体压阻材料对温度敏感.

PPT版的解释木有,只能给你简单介绍下:压阻式传感器一般是通过测量压力敏原件(压敏金属,陶瓷,硅晶体等)受压力作用发生一定形变后,其阻值产生的相应变化来将压力信号转换成电信号,因此压阻式传感器一般要形成一个完整的闭合电路(一般是惠斯通电桥的形式),再根据欧姆定律,实时测出压力敏电阻元件的阻值变化,来确定感应压力大小。 压电式压力传感器则是利用一些压电物质(压电陶瓷、酒石酸钾钠等)正压电效应,即受到压力作用产形变使自身所带的电荷量发生变化,通过测量这种电荷量的变化,或者因电荷量变化产生的电动势的强弱的来感知所测压力的大小。
据我所知,压电的压力传感器很少,因为压电材料不能测量静态的变化,所以压电材料多用在振动,加速度传感器上。压阻材料应用范围就比较广了。

利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后,电阻率发生变化,通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度)的测量和控制(见加速度计)。

压阻效应 当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计(见电阻应变计),前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化(应变),而且前者的灵敏度比后者大50~100倍。

压阻式压力传感器的结构 这种传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅压阻芯片,并将此芯片的周边固定封装于外壳之内,引出电极引线。压阻式压力传感器又称为固态压力传感器,它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力,而是直接通过硅膜片感受被测压力的。硅膜片的一面是与被测压力连通的高压腔,另一面是与大气连通的低压腔。硅膜片一般设计成周边固支的圆形,直径与厚度比约为20~60。在圆形硅膜片(N型)定域扩散4条P杂质电阻条,并接成全桥,其中两条位于压应力区,另两条处于拉应力区,相对于膜片中心对称。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上扩散制作电阻条 ,两条受拉应力的电阻条与另两条受压应力的电阻条构成全桥。
发展状况 1954年C.S.史密斯详细研究了硅的压阻效应,从此开始用硅制造压力传感器。早期的硅压力传感器是半导体应变计式的。后来在 N型硅片上定域扩散P型杂质形成电阻条,并接成电桥,制成芯片。此芯片仍需粘贴在弹性元件上才能敏感压力的变化。采用这种芯片作为敏感元件的传感器称为扩散型压力传感器。这两种传感器都同样采用粘片结构,因而存在滞后和蠕变大、固有频率低、不适于动态测量以及难于小型化和集成化、精度不高等缺点。70年代以来制成了周边固定支撑的电阻和硅膜片的一体化硅杯式扩散型压力传感器。它不仅克服了粘片结构的固有缺陷,而且能将电阻条、补偿电路和信号调整电路集成在一块硅片上,甚至将微型处理器与传感器集成在一起,制成智能传感器(见单片微型计算机)。这种新型传感器的优点是:①频率响应高(例如有的产品固有频率达1.5兆赫以上),适于动态测量;②体积小(例如有的产品外径可达0.25毫米),适于微型化;③精度高,可达0.1~0.01%;④灵敏高,比金属应变计高出很多倍,有些应用场合可不加放大器;⑤无活动部件,可靠性高,能工作于振动、冲击、腐蚀、强干扰等恶劣环境。其缺点是温度影响较大(有时需进行温度补偿)、工艺较复杂和造价高等。

应用 压阻式传感器广泛地应用于航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域。在航天和航空工业中压力是一个关键参数,对静态和动态压力,局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。压阻式传感器是用于这方面的较理想的传感器。例如,用于测量直升飞机机翼的气流压力分布,测试发动机进气口的动态畸变、叶栅的脉动压力和机翼的抖动等。在飞机喷气发动机中心压力的测量中,使用专门设计的硅压力传感器,其工作温度达500℃以上。在波音客机的大气数据测量系统中采用了精度高达0.05%的配套硅压力传感器。在尺寸缩小的风洞模型试验中,压阻式传感器能密集安装在风洞进口处和发动机进气管道模型中。单个传感器直径仅2.36毫米,固有频率高达300千赫,非线性和滞后均为全量程的±0.22%。在生物医学方面,压阻式传感器也是理想的检测工具。已制成扩散硅膜薄到10微米,外径仅0.5毫米的注射针型压阻式压力传感器和能测量心血管、颅内、尿道、子宫和眼球内压力的传感器。图3是一种用于测量脑压的传感器的结构图。压阻式传感器还有效地应用于爆炸压力和冲击波的测量、真空测量、监测和控制汽车发动机的性能以及诸如测量枪炮膛内压力、发射冲击波等兵器方面的测量。此外,在油井压力测量、随钻测向和测位地下密封电缆故障点的检测以及流量和液位测量等方面都广泛应用压阻式传感器。随着微电子技术和计算机的进一步发展,压阻式传感器的应用还将迅速发展。


19665957033压力传感器种类
廉食裕答:电容式压力传感器主要采用电容,将被测压力转成电容值改变的压力传感器。电容器的电极选择圆形金属薄膜或镀金属薄膜,当薄膜感受压力出现变形,此时电容量发生变化,形成电信号。4、压电式压力传感器 压电式压力传感器采用压电效应,用电气元件和其他机械将压力转换成为电量,再进行相关测量工作的仪器。南京沃天...

19665957033压力传感器常用的类型有哪几种
廉食裕答:电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。4、压电式压力传感器 压电式压力传感器主要基于压电效应(Piezoelectric effect),利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电量,再进行相关测量工作的测量精密仪器,比如很多压力变送器和压力传感器。

19665957033压电式压力传感器和压阻式压力传感器的区别~
廉食裕答:1、工作原理不同 压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应而构成。压电式压力传感器大多是利用正压电效应制成的。2、侧重点不同 压电式压力传感器当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向...

19665957033压力传感器原理及应用
廉食裕答:根据不同的测试压力类型,压力传感器分为表压、差压和绝压传感器。电阻式压力传感器利用电阻随压力变化的原理,压电式压力传感器利用压电材料产生电荷的特性,电容式压力传感器则利用电容值随压力变化的原理。其应用涵盖水利水电、航空航天、电力等多个领域。

19665957033压力传感器的工作原理是什么?
廉食裕答:一、压电压力传感器 压电式压力传感器主要基于压电效应(Piezoelectric effect),利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电量,再进行相关测量工作的测量精密仪器,比如很多压力变送器和压力传感器。压电传感器不可以应用在静态的测量当中,原因是受到外力作用后的电荷,当回路有无限大的输入抗阻的时候,才可以得以保存下来。

19665957033你知道哪些关于压力传感器的知识
廉食裕答:电容式压力传感器主要采用电容,将被测压力转成电容值改变的压力传感器。电容器的电极选择圆形金属薄膜或镀金属薄膜,当薄膜感受压力出现变形,此时电容量发生变化,形成电信号。4、压电式压力传感器 压电式压力传感器采用压电效应,用电气元件和其他机械将压力转换成为电量,再进行相关测量工作的仪器。压力传感器...

19665957033压力传感器有哪些
廉食裕答:1.金属薄膜式压力传感器金属薄膜式压力传感器采用化学或物理方法将细小的金属导线形成在陶瓷基底上,再通过注入诱导电流利用焊接工艺制造出完整结构。它具有灵敏度高,响应速度快,输出信号稳定等特点,因此在温度变化较大、机械震动较强、压力测量要求较高的场合广泛应用。2.振荡晶体式压力传感器振荡晶体式压力...

19665957033压力传感器有哪些的分类
廉食裕答:电压型压力传感器有:压敏电阻式传感器、可变电感式压力传感器、膜盒式压力传感器、可变电阻式压力传感器、压力开关型的压力传感器等。频率型压力传感器有:电容式及弹性波式压力传感器。在汽车中应用最广的是压敏电阻式及电容式压力传感器和开关类型的压力传感器。一、压敏电阻式压力传感器 压敏电阻式压力传感...

19665957033压力传感器的工作原理
廉食裕答:压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成,按不同测试压力类型,压力传感器可以分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。若根据结构与原理不同来划分,可分为:压阻式、压电式、电容式、应变式、振频式、光电式、超声式压力传感器等。压力传感器的应用:1、在液压系统中的应用:压力传感器在液压系统中...

19665957033压电式与压阻式传感器的优缺点!
廉食裕答:压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量,如压力、加速度等(见压电式压力传感器、加速度计)。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。配套仪表和低噪声...


(编辑:郗性翠)
联系方式:
关于我们 | 客户服务 | 服务条款 | 联系我们 | 免责声明 | 网站地图
@ 作文摘要网