扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验
实验七压阻式压力传感器的压力测量实验
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实验七压阻式压力传感器的压力测量实验一．实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法.二．基本原理扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条，接成电桥。
在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力,电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化,我们把这一变化引入测量电路，其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
三．需用器件与单元压力源（已在主控箱)、压力表、压阻式压力传感器、CGQ-002压力传感器实验模块、流量计、连接导管、电压表、直流稳压源±4V、±15V。
四．实验步骤1．根据图2-1连接管路和电路，主控箱内的气源部分，压缩泵、贮气箱、流量计已接好。
将硬管一端插入主控板上的气源快速插座中（注意管子拉出时请用手按住气源插座边缘往内压，则硬管可轻松拉出）。
另一端软导管与压力传感器接通.这里选用的差压传感器两只气咀中，靠右边一只为高压嘴，另一只为低压嘴。
本实验模块连接见图2—2，压力传感器有4端：3端VS接+4V电源，1端接地线,2端为V o+，4端为V o—。
1、2、3、4端顺序排列见图2-2。
图2-2 压力传感器压力实验接线图2．实验模块接入模块电源±15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关。
实验模块上Rw2用于调节零位,Rw1可调节放大倍数，按图2-2接线，模块的放大器输出V o2引到主控箱电压表表的V i插座。
实验二_压阻式压力传感器的压力测量实验
实验二压阻式压力传感器的压力测量实验一、实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
二、基本原理：扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条，接成电桥。
在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，我们把这一变化引入测量电路，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
图一压阻式压力传感器压力测量实验三、需用器件与单元：主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。
四、实验步骤：1、将压力传感器安装在实验模板的支架上，根据图二连接管路和电路（主机箱内的气源部分，压缩泵、贮气箱、流量计已接好）。
引压胶管一端插入主机箱面板上气源的快速接口中（注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压，则可轻松拉出），另一端口与压力传感器相连。
压力传感器引线为4芯线： 1端接地线，2端为U0＋，3端接＋4V电源， 4端为Uo－，接线见图9-2。
2、实验模板上RW2用于调节放大器零位，RW1调节放大器增益。
按图9-2将实验模板的放大器输出V02接到主机箱(电压表)的Vin插孔，将主机箱中的显示选择开关拨到2V档，合上主机箱电源开关，RW1旋到满度的1／3位置(即逆时针旋到底再顺时针旋2圈)，仔细调节RW2使主机箱电压表显示为零。
3、输入气压，压力上升到4Kpa左右时调节调节Rw2（低限调节），，使电压表显示为相应的0.4V左右。
再仔细地反复手捏气泵压力上升到19Kpa左右时调节差动放大器的增益电位器Rw1（高限调节），使电压表相应显示1.9V左右。
4、再使压力慢慢下降到4Kpa，调节差动放大器的调零电位器，使电压表显示为相应的0.400V。
再仔细地反复手捏气泵压力上升到19Kpa时调节差动放大器的增益电位器，使电压表相应显示1.900V。
5、重复步骤4过程，直到认为已足够精度时仔细地逐步调节流量计旋钮，使压力在4－19KPa之间变化，每上升3KPa气压分别读取电压表读数，将数值列于表1。
西安科技大学电阻压力传感器物理实验报告
西安科技大学电阻压力传感器物理实验报告西安科技大学电阻压力传感器物理实验报告一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
二、基本原理扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P 型或N 型电阻条，接成电桥。
在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，我们把这一变化引入测量电路，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
三、实验器材主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。
四、实验步骤1、将压力传感器安装在实验模板的支架上，根据图4-1 连接管路和电路（主机箱内的气源部分，压缩泵、贮气箱、流量计已接好）。
引压胶管一端插入主机箱面板上气源的快速接口中（注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压，则可轻松拉出），另一端口与压力传感器相连。
压力传感器引线为4芯线：1端接地线，2端为U0＋，3端接＋4V电源，4端为Uo－。
图4-1 压阻式压力传感器测压实验安装、接线图2、实验模板上RW2用于调节放大器零位，RW1调节放大器增益。
按图4-1将实验模板的放大器输出V02 接到主机箱电压表的Vin插孔，将主机箱中的显示选择开关拨到2V 档，合上主机箱电源开关，RW1 旋到满度的1／3 位置（即逆时针旋到底再顺时针旋2圈），仔细调节RW2使主机箱电压表显示为零。
3、合上主机箱上的气源开关，启动压缩泵，逆时针旋转转子流量计下端调压阀的旋钮，此时可看到流量计中的滚珠向上浮起悬于玻璃管中，同时观察气压表和电压表的变化。
4、调节流量计旋钮，使气压表显示某一值，观察电压表显示的数值。
5、仔细地逐步调节流量计旋钮，使压力在2～18KPa之间变化，每上升1KPa 气压分别读取电压表读数，将数值列于表4-1。
表4-1P(KPa)2345678910Vo(p-p)P(KPa)1112131415161718Vo(p-p)6、画出实验曲线计算本系统的灵敏度和非线性误差。
实验二 扩散硅压阻式传感器模块 d1
实验二扩散硅压阻式压力传感器实验模块2.1实验目的：实验2.1.1：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
工作原理：是指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。
转换原理：在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，，形成4个阻值相等的电阻条。
并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
平时敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当传感器受压后芯片电阻发生变化，电桥将失去平衡，给电桥加一个恒定电压源，电桥将输出与压力对应的电压信号，这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。
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。
实验2.1.2：了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。
2.2实验设备和元件：2.2.1 实验设备：实验台所属各分离单元和导线若干。
2.2.2 其他设备：2号扩散压阻式压力传感器实验模块，14号交直流，全桥，测量，差动放大实验模块，数显单元20V，直流稳压源+5V，+_12V电源。
2.3实验内容：2.3.1扩散压阻式压力传感器一般介绍：单晶硅材料在受到外力作用产生极微小应变时（一般步于400微应变），其内部原子结构的电子能级状态会发生变化，从而导致其电阻率剧烈变化（G因子突变）。
传感器实验部分
实验一金属箔式应变片一一单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金届箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：：R/ R = K ;式中AR/R为电阻丝电阻的相对变化，K为应变灵敏系数，&=A l/l为电阻丝长度相对变化，金届箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位的受力状态变化，电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
单臂电桥输出电压U OI =EK&/4。
三、需用器件与单元：应变式传感器实验模块、应变式传感器、石去码、数显表、士5V电源、也V电源、万用表（自备）。
四、实验步骤：1、根据图1-1应变式传感器已装丁应变传感器模块上。
传感器中各应变片已接入模块的左上方的R l、R2、R3、R4O加热丝也接丁模块上，可用万用表进行测量判别，R1= R2= R3=R4=350Q，加热丝阻值为50 Q左右。
应变片托盘图1-1应变式传感器安装示意图2、接入模块电源i15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模块调节增益电位器RW3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上的数显表电压输入端Vi相连，调节实验模块上调零电位器R W4,使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。
关闭主控箱电源。
3、将应变式传感器的其中一个应变片 R 1 （即模块左上方的R i ）接入电桥作为一 个桥臂与R 5、R 6、R 7接成直流电桥（R 5、R 6、R 7模块内已连接好），接好电桥调零电 位器Rw i,接上桥路电源&V （从主控箱引入）如图1-2所示。
检查接线无误后，合 上主控箱电源开关。
调节 Rw i,使数显表显示为零。
O 。
加热4、在电子秤上放置一只石去码，读取数显表数值，依次增加石去码和读取相应的数显 表值，直到500g （或200g ）石去码加完。
扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验
实验十一 扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验一、实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法; 二、实验仪器压力传感器模块、温度传感器模块、数显单元、直流稳压源+5V 、±15V; 三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法,摩托罗拉公司设计出X 形硅压力传感器如下图所示：在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条;并将它们连接成惠斯通电桥,电桥电源端和输出端引出,用制造集成电路的方法封装起来,制成扩散硅压阻式压力传感器;扩散硅压力传感器的工作原理：在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i ,当敏感芯片没有外加压力作用,内部电桥处于平衡状态,当有剪切力作用时,在垂直电流方向将会产生电场变化i E ⋅∆=ρ,该电场的变化引起电位变化,则在端可得到被与电流垂直方向的两测压力引起的输出电压Uo;i d E d U O ⋅∆⋅=⋅=ρ 11-1 式中d 为元件两端距离;实验接线图如图11-2所示,MPX10有4个引出脚,1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V 电源、4脚为Uo-；当P1>P2时,输出为正；P1<P2时,输出为负;图11-1 扩散硅压力传感器原理图四、实验内容与步骤1．接入+5V 、±15V 直流稳压电源,模块输出端V o2接控制台上数显直流电压表,选择20V 档,打开实验台总电源;4．调节Rw2到适当位置并保持不动,用导线将差动放大器的输入端Ui 短路,然后调节Rw3使直流电压表200mV 档显示为零,取下短路导线;5．气室1、2的两个活塞退回到刻度“17”的小孔后,使两个气室的压力相对大气压均为0,气压计指在“零”刻度处,将MPX10的输出接到差动放大器的输入端Ui,调节Rw1使直流电压表200mv 档显示为零;6．保持负压力输入P2压力零不变,增大正压力输入P1的压力到,每隔记下模块输出Uo2的电压值;直到P1的压力达到；填入下表1;7．保持正压力输入P1压力不变,增大负压力输入P2的压力,从每隔记下模块输出Uo2的电压值;直到P2的压力达到；填入下表2;8．保持负压力输入P2压力不变,减小正压力输入P1的压力,每隔记下模块输出Uo2的P1-Uo2曲线图P1/kPU o 2/V电压值;直到P1的压力为；填入下表3;9．保持负压力输入P1压力0Mpa 不变,减小正压力输入P2的压力,每隔记下模块输出Uo2的电压值;直到P2的压力为；填入下表;10．实验结束后,关闭实验台电源,整理好实验设备; 五、实验数据记录与分析表1用matlab 绘制P1-Uo2曲线图如下图所示2、保持正压力输入P1压力不变,增大负压力输入P2的压力表2用matlab 绘制P2-Uo2曲线图如下图所示0.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550.060.0650.070.0750.080.0850.09减小P2-Uo2曲线P2/ kPU o 2/ V0.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550.060.0650.070.0750.080.0850.09减小P1-Uo2曲线图P1/kPU o 2/ V3、保持负压力输入P2压力不变,减小正压力输入P1的压力表3用matlab 绘制P1-Uo2曲线图如下图所示0.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550.060.0650.070.0750.080.0850.09减小P2-Uo2曲线P2/ kPU o 2/ VP1-Uo2拟合直线P1/kPU o 2/V表4用matlab 绘制的P2-Uo2曲线图如下图所示5、灵敏度及非线性误差计算线性拟合直线的斜率即为所求的灵敏度,故对上面的曲线图依次进行线性拟合,如下图所示红色为拟合直线,并由此算出其灵敏度和非线性误差;灵敏度L=ΔU/ΔP =拟合直线斜率 非线性误差δf =Δm/y F..S ×100％ Δm 为输出值与拟合直线的最大偏差,y F ·S 为满量程输出平均值1P2-Uo2曲线图气压P2/kPU o 2/ V减小P1-Uo2曲线图P1/kPU o 2/ Vy = p1x + p2 p1 = p2 = 由图读出Δm=故 灵敏度S ＝L=ΔU/ΔP =p1=kp非线性误差δf = ×100％=% 2y = p1x + p2 p1 = p2 = 由图读出Δm= 故 灵敏度L=ΔU/ΔP =p1= v/kp 非线性误差δf = ×100％=% 3y = p1x + p2 p1 = p2 = 由图读出Δm= 故 灵敏度L ＝ΔU/ΔP =p1=kp 非线性误差δf = ×100％=%减小P2-Uo2曲线P2/ kPU o 2/ V4y = p1x + p2 p1 = p2 = 由图读出Δm= 故 灵敏度L ＝ΔU/ΔP =p1=kp 非线性误差δf =×100％=%六、实验报告1．根据实验所得数据,计算压力传感器输入PP1-P2—输出Uo2曲线;计算灵敏度L=ΔU/ΔP,非线性误差δf ;图11-2 扩散硅压力传感器接线图。
扩散硅压力传感器(MPX)实验
福建江夏学院
《传感器技术》实验报告
姓名班级学号实验日期
课程名称传感器技术指导教师成绩
实验名称：扩散硅压力传感器（MPX）实验
一、实验目地：
1. 掌握扩散硅压阻式传感器的工作原理
2. 了解扩散硅压阻式传感器的电路连接
二、实验原理：
MPX压阻式传感器芯片是用集成工艺技术在硅片上制造出四个呈X型的等值电阻组成的电路，它用激光修正，温度补偿，所以线性好，灵敏度高，重复性好，其工作原理及实验接线如图（22）
（图22）
本实验中所用的压阻式传感器为差压式，无外加压力时电路平衡输出出，受压时则输出与压力大小成正比的电压信号。
三、实验环境：
MPX压力传感器，公共电路模块（三）、气压源、胶管、电压表
四、实验步骤：
1、连接主机与实验模块的电源线及探头连接线，胶管连接气源输出与压力传感器输入口（传感器另一接口感受大气压力）。
2、开启主机电源，调节电桥WD调平衡电位器，使实验模块输出为零，开启气源开
关，逐步加大气压，观察随气压上升模块电压输出的变化情况。
3、待到气压相对稳定后，调节模块增益使输出电压值与气压值成一比例关系，并记录P（p）值与Vmv值。
在坐标上作出V-P曲线，验证传感器的线性度与灵敏度。
注意事项：
如果无法通过WD调零，可以在B和地之间并联一个电阻，用以调整电桥。
气源平时应关闭，以免影响其它电路工作，胶管尽量避免油污，以免造成老化破损。
实验七 扩散硅压阻式压力传感器压力实验
自动化与电气工程类基础实验实验报告实验名称：压力传感器、电容式传感器实验指导老师：雷璐宁班级：智能电网0861202班成员：彭伟平2012212822、吴志辉2012212807实验七 扩散硅压阻式压力传感器压力实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。
二、实验仪器压力传感器、气室、气压表、差动放大器、电压放大器、电压温度频率表 三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，可以制备各种压力传感器。
摩托罗拉公司设计出X 形硅压力传感器，如图7-1所示，在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。
将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
扩散硅压力传感器的工作原理如图7-1，在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i ，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时（本实验采用改变气室内的压强的方法改变剪切力的大小），在垂直于电流方向将会产生电场变化i E ⋅∆=ρ，该电场的变化引起电位变化，则在与电流方向垂直的两侧得到输出电压Uo 。
i d E d U O ⋅∆⋅=⋅=ρ （7-1） 式中d 为元件两端距离。
实验接线图如图7-2所示，MPX10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V 电源、4脚为Uo-；当P1>P2时，输出为正；P1<P2时，输出为负（P1与P2为传感器的两个气压输入端所产生的压强）。
图7-1 扩散硅压力传感器原理图图7-2 扩散硅压力传感器接线图四、实验内容与步骤1． 按图7-2接好“差动放大器”与“电压放大器”，“电压放大器”输出端接电压温度频率表（选择U ，20V 档），打开直流电源开关。
（将“2~20V 直流稳压电源”输出调为5V）2．调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到中间位置并保持不动，用导线将“差动放大器”的输入端短接，然后调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。
实验一扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验
实验一扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验实验目的：1. 熟悉扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和特性。
2. 了解扩散硅压阻式压力传感器的使用方法和注意事项。
3. 利用扩散硅压阻式压力传感器进行压力测量实验。
实验器材：1. 扩散硅压阻式压力传感器2. 数字万用表3. 压力泵4. 接线板、导线等实验原理：扩散硅压阻式压力传感器是利用扩散硅作为敏感元件的压力传感器。
当扩散硅受到外界压力作用时，会产生微小的形变，从而改变扩散硅的电阻值。
通过电路对电阻值的变化进行放大和处理，最终转换成电压信号作为输出，实现压力的测量。
实验步骤：1. 将扩散硅压阻式压力传感器连接到接线板上，注意仔细阅读连接图并正确连接。
2. 将数字万用表连上扩散硅压阻式压力传感器的输出端口，选择电压测量档位，并将数显切换为直流电压。
3. 将压力泵连接到扩散硅压阻式压力传感器的压力输入端口，打开压力泵。
4. 按照设定步骤开始进行实验，观察和记录压力泵的压力输出值以及扩散硅压阻式压力传感器的电压输出值。
5. 在测量结束后，关闭压力泵，并将扩散硅压阻式压力传感器从电路中拆开。
实验结果分析：通过扩散硅压阻式压力传感器测量实验，我们能够得出被测压力值和输出电压值之间的关系。
由于具有较好的灵敏度和稳定性，扩散硅压阻式压力传感器被广泛应用于压力测量领域，如航空、采矿、化工、医疗等领域。
注意事项：1. 在进行实验前，必须确认设备和电路是否连接正确，避免短路或其他故障发生。
2. 在使用压力泵时，应注意安全防范措施，避免压力泵爆炸等危险事件发生。
3. 在电路连接和处理信号时，应注意干扰和噪声的影响，保证测量精度的准确性。
4. 在实验过程中，如有异常情况发生应及时停止实验，并排除故障，确保实验结果可靠有效。
实验三扩散硅压阻式压力传感器实验
北京XXX大学实验报告课程（项目）名称：实验三扩散硅压阻式压力传感器实验学院：专业：班级：学号：姓名：成绩：2013年12月10日一、任务与目的了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。
二、实验仪器（条件）所需单元及部件：主、副电源、直流稳压电源、差动放大器、F/V显示表、压阻式传感器(差压)旋钮初始位置：直流稳压电源±4V档，F/V表切换开关置于2V档，差放增益适中或最大，主、副电源关闭。
三、原理（条件）扩散硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的器件，也就是在单晶硅的基片上用扩散工艺(或离子注入及溅射工艺)制成一定形状的应变元件，当它受到压力作用时，应变元件的电阻发生变化，从而使输出电压变化。
四、内容与步骤（1）了解所需单元、部件、传感器的符号及在仪器上的位置。
（见附录三）(2) 如图３０A将传感器及电路连A(3) 如图３０B图３０B(5) 将加压皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝拧松。
（6）开启主、副电源，调整差放零位旋钮，使电压表指示尽可能为零，记下此时电压表读数(7) 拧紧皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝，轻按加压皮囊，电压表有压力指示时，记下此时的读数，并将数据填入表格中记录。
注：根据所得的结果计算系统灵敏度S= ΔV／ΔP，并作出V-P关系曲线，找出线性区域。
五、数据处理（现象分析）（1）拧紧皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝，轻按加压皮囊，电压表的读数随压力的变化如下表：（2）根据所得的结果计算系统灵敏度S= ΔV／ΔP，并作出V-P关系曲线，找出线性区域。
六、结论通过实验进一步了解了扩散硅压阻式压力传感器的工作原理，并且观察了实过程中的工作状况，通过对实验数据的整理计算，得出实验仪器的灵敏度为S=92.35 V/Kpa。
压阻式压力传感器的压力测量实验+移相器、相敏检波器实验
压阻式压力传感器的压力测量实验学校：汕头大学专业：电子信息工程年级：10级姓名：胡丹一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
二、基本原理扩散硅压阻式压力传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应。
在弹性元件受到压力时，其上的半导体会暂时改变晶体结构的对称性，导电机理和电阻率也随之改变，引起电阻的变化，经电桥转换成电压输出。
输出的电压的变化反映了所受的压力的变化。
三、实验设备与元器件主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。
四、数据处理压阻式压力传感器测压力实验数据1. 计算单臂测量系统的灵敏度S ：的平均值为：灵敏度2.计算非线性误差：这里以理论拟合直线，即以输出0%为起点，满量程输出（此处为350mV）的100%作终点的直线（）为基准直线。
从上图中的偏差曲线可以看出，当P=4KPa时有最大偏差。
而，所以，。
五、思考题查阅传感器相关理论知识，说明压阻式压力传感器大致有几种类型，在应用上各有什么特点。
答：压阻式压力传感器主要有以下三种类型：1.扩散硅扩散硅传感器灵敏度和精度最高，适合测量1kpa到40Mpa的压力范围。
2.陶瓷压阻陶瓷压阻式压力传感器过载能力低一些，抗冲击压力较差，但灵敏度较高，适合测量50Kpa以上的高量程范围，而且耐腐蚀，温度范围也很宽.3.应变片过载能力强和抗冲击压力强，适合测量高量程范围的压力变化，尤其在1Mpa 以上时，线性很好，精度也很高，并适合测量与应变材料兼容的各类介质.移相器、相敏检波器实验一、实验目的深入了解移相器、相敏检波器的工作原理。
二、实验设备与元器件主机箱中的（步进可调）直流稳压电源、直流稳压电源、音频振荡器；移相器/相敏检波器/低通滤波器实验模板；双踪示波器。
三、数据处理(一)移相器实验1.f=2KHz，T=486.60(us)，，波形如下图所示(波峰的高度更低的是)：,,波形如下图所示(波峰的高度更低的是)：2.f=9KHz，T=110.00(us)，，波形如下图所示(波峰的高度更低的是)：,波形如下图所示(波峰的高度更低的是)：(二)相敏检波器实验1.DC参考电压=+2V：相敏检波器的输入、输出波形如下图所示：输入与输出波形重合。
半导体扩散硅压阻式压力传感器实验
半导体扩散硅压阻式压力传感器实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。
二、基本原理压阻式传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应，在半导体受力变形时会暂时改变晶体结构的对称性，因而改变了半导体的导电机理，是的它的电阻率发生变化，这种物理现象称之为半导体的压阻效应。
一般半导体一般采用 N 型单晶硅为传感器的弹性元件，在它的上面直接蒸镀扩散出多个半导体电阻应变薄膜（扩散出 P 型或 N 型电阻条）组成电桥。
在压力（压强）作用下弹性元件产生应力，半导体电阻应变薄膜的电阻率产生很大的变化，引起电阻的变化，经电桥转换成电压输出，则其输出电压的变化反映了所受到的压力的变化。
三、需用器件与单元主、副电源、可调直流稳压电源、差动放大器、电压/频率表、压阻式传感器、压力表及加压配件。
四、实验步骤：1、了解所需单元、部件、传感器的符号及在仪器上的位置。
2、按图 5-2 将连接，注意接线正确，否则容易损坏元器件，差放接成同相反相均可。
3、按图 5-3 接好传感器供压回路，传感器具有两个气咀，上面的是高压咀，下面的是低压咀，当高压咀接入正压力时（相对于低压咀）输出为正电压，反之为负。
将引压胶管接到高压咀（或低压咀），将加压皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝拧紧，使压力表示数指示为 0Kpa。
图 7-3 供压回路安装示意图4、开启主、副电源，可调直流稳压电源选择±4V 档，电压/频率表量程切换开关置 2V 档，调节差放调零旋钮，使电压/频率表示数为零，记下此时电压/频率表读数。
轻按加压皮囊，注意不要用力太大，每隔 5Kpa 记录电压/频率表读数并填入下表 5-1：压阻输出与电压的关系3、根据所得的结果计算系统灵敏度 S=ΔV/ΔP 关系曲线，找出线性区域。
6、当作为压力计使用时，请进行标定。
标定方法：拧松皮囊上的锁紧螺丝，调差放调零旋钮使电压表的读数为零，拧紧锁紧螺丝，手压皮囊使压力达到所需的最大值 40Kpa，调差动放大器的增益使电压表的指示与压力值的读数一致，这样重复操作，零位、增益调试几次直到精确为止。
实验报告
6、电涡流位移传感器
7、数字万用表
四、实验内容及步骤
（一）、YD-1型压电式加速度传感器灵敏度标定
1、将加速度传感器用M5螺丝头固定在校准仪振动台面上。
注意：安装传感器时应使用传感器固定扳手，以防损坏校准仪振动台弹簧。
2、将被标定的加速度传感器与电荷放大器的输入端连接；将电荷放大器的输出端与数字万用表的交流电压输入连接；输入电压一般应小于2V。
8、根据电荷放大器输出电压的实测值和电荷放大器在输入加速度为 时的标准输出电压值，即可计算出被测传感器的标定误差。
9、加速度传感器实际电荷灵敏度标定值为：
式中： ————电荷放大器输出电压峰值（mV）；
————电荷放大器灵敏度设定旋纽设定值 ；
————校准台振动加速度输出幅值 ；
————电荷放大器输出增益值 。
2、动态标定
1）、将测试台面、电涡流传感器固定支架、传感器固定套及电涡流传感器依次固定在校准仪控制面上。
2）、将电涡流传感器、前置器、示波器及数字万用表正确连接。
3）、将前置器电源连接线端子与-24V电源正确连接。
实验十九 涡流传感器的位移特性试验
一、实验目的
1、了解涡流式传感器的基本结构。
2、掌握涡流式传感器的工作原理及性能。
二、实验所用单元
涡流式传感器和铁片、涡流式传感器转换电路板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路
通过高频电流的线圈产生磁场，当有导体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，引起线圈的电感发生变化。而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
2.64
2.84
3.06
3.27
3.48
气敏酒精传感器实验报告 扩散硅压阻式压力传感器的压力测量.docx
气敏酒精传感器实验报告扩散硅压阻式压力传感器的压力测量传感器课程设计报告题目：扩散硅压阻式压力传感器的差压测量专业班级： BG1003姓名：桑海波时间： 2013.06.17~2013.06.21指导教师：胥飞2013年6月21日摘要本文介绍一种以AT89S52单片机为核心，包括ADC0809类型转换器的扩散硅压阻式压力传感器的差压测量系统。
简要介绍了扩散硅压阻式压力传感器电路的工作原理以及A/D变换电路的工作原理，完成了整个实验对于压力的采样和显示。
与其它类型传感器相比，扩散硅压阻式电阻应变式传感器有以下特点：测量范围广，精度高，输出特性的线性好，工作性能稳定、可靠，能在恶劣的化境条件下工作。
由于扩散硅压阻式压力传感器具有以上优点，所以它在测试技术中获得十分广泛的应用。
关键字：扩散硅压阻式压力传感器，AT89S52单片机，ADC0809，数码管目录1.引言 ............................................................................ (1)1.1 课题开发的背景和现状 ............................................................................ (1)1.2 课题开发的目的和意义 ............................................................................ (1)2.设计方案 ............................................................................ . (2)2.1设计要求 ............................................................................ . (2)2.2设计思路 ............................................................................ . (2)3.硬件设计 ............................................................................ ............. 3 3. 1电路总框图 ............................................................................ .. (3)3. 2传感器电路模块 ............................................................................ (3)3. 3 A/D变换电路模块............................................................................. .. (4)3. 4八段数码管显示 ............................................................................ (8)3. 5 AT89S52单片机 ............................................................................ (9)3. 6硬件实物 ............................................................................ . (12)4.实验数据采集及仿真 (13)4.1数据采集及显示 ............................................................................ .. (13)4.2实验数据分析 ............................................................................ (13)5.程序设计 ............................................................................ .. (16)5.1编程软件调试 ............................................................................ (16)5.2软件流程图 ............................................................................ . (17)5.3程序段 ............................................................................ (18)6.结果分析 ............................................................................ .. (19)7.参考文献 ............................................................................ .. (20)1.引言1.1 课题开发的背景和现状传感器是一种能够感受规定的被测量的信息，并按照一定规律转换成可用输出信号的的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成。
扩散硅压阻式压力传感器的压力测量讲解
传感器课程设计报告题目：扩散硅压阻式压力传感器的差压测量专业班级：BG1003姓名：桑海波时间：2013.06.17~2013.06.21指导教师：胥飞2013年6月21日摘要本文介绍一种以AT89S52单片机为核心，包括ADC0809类型转换器的扩散硅压阻式压力传感器的差压测量系统。
简要介绍了扩散硅压阻式压力传感器电路的工作原理以及A/D变换电路的工作原理，完成了整个实验对于压力的采样和显示。
与其它类型传感器相比，扩散硅压阻式电阻应变式传感器有以下特点：测量范围广，精度高，输出特性的线性好，工作性能稳定、可靠，能在恶劣的化境条件下工作。
由于扩散硅压阻式压力传感器具有以上优点，所以它在测试技术中获得十分广泛的应用。
关键字：扩散硅压阻式压力传感器，AT89S52单片机，ADC0809，数码管目录1.引言 (1)1.1课题开发的背景和现状 (1)1.2课题开发的目的和意义 (1)2.设计方案 (2)2.1设计要求 (2)2.2设计思路 (2)3.硬件设计 (3)3.1电路总框图 (3)3.2传感器电路模块 (3)3.3A/D变换电路模块 (4)3.4八段数码管显示 (8)3.5AT89S52单片机 (9)3.6硬件实物 (12)4.实验数据采集及仿真 (13)4.1数据采集及显示 (13)4.2实验数据分析 (13)5.程序设计 (16)5.1编程软件调试 (16)5.2软件流程图 (17)5.3程序段 (18)6.结果分析 (19)7.参考文献 (20)1.引言1.1 课题开发的背景和现状传感器是一种能够感受规定的被测量的信息，并按照一定规律转换成可用输出信号的的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成。
传感器技术是现代信息技术的三大支柱之一，其应用的数量和质量已被国际社会作为为衡量一个国家智能化、数字化、网络化的重要标志。
近年来，随着国家资金投入大的增加，我国压阻式传感器有了较快的发展，某些传感器如矩形双岛膜结构的6KPa微压传感器的性能甚至优于国外，其非线性滞后、重复性均小于5×10-4FS，分辨率优于20Pa，具有较高的过压保护范围以及可靠性。
实验七 压阻式压力传感器的压力测量实验
实验七 压阻式压力传感器的压力测量实验一．实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
二．基本原理扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P 型或N 型电阻条，接成电桥。
在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，我们把这一变化引入测量电路，其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
三．需用器件与单元压力源（已在主控箱）、压力表、压阻式压力传感器、CGQ -002压力传感器实验模块、流量计、连接导管、电压表、直流稳压源±4V 、±15V 。
四．实验步骤1．根据图2-1连接管路和电路，主控箱内的气源部分，压缩泵、贮气箱、流量计已接好。
将硬管一端插入主控板上的气源快速插座中（注意管子拉出时请用手按住气源插座边缘往内压，则硬管可轻松拉出）。
另一端软导管与压力传感器接通。
这里选用的差压传感器两只气咀中，靠右边一只为高压嘴，另一只为低压嘴。
本实验模块连接见图2-2，压力传感器储气箱压缩泵220ACK3调气阀 快速接头三通压力传感器显示单元处理电路低压端 高压端主控箱内部外接部分流量计单相阀图2-1 压阻式压力传感器测量系统压力显示有4端：3端VS接+4V电源，1端接地线，2端为V o+，4端为V o-。
1、2、3、4端顺序排列见图2-2。
图2-2 压力传感器压力实验接线图2．实验模块接入模块电源±15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关。
实验模块上Rw2用于调节零位，Rw1可调节放大倍数，按图2-2接线，模块的放大器输出V o2引到主控箱电压表表的V i插座。
将显示选择开关拨到20V档，反复调节Rw2（Rw1旋到满度的1/3）使电压表表显示为零。
3．先松开流量计下端进气口调气阀的旋钮，开通流量计。
4．合上主控箱上的气源开关，启动压缩泵，此时可看到流量计中的滚珠浮子向上浮起悬于玻璃管中。
5．逐步关小流量计旋钮，使标准压力表指示某一刻度。
扩散硅压阻式压力传感器
贵州大学实验报告
学院：电气工程学院专业：测控技术与仪器班级：测仪111 姓名余翔学号39 实验组 1 实验时间5月12号指导教师王明慧成绩
实验项目名称扩散硅压阻式压力传感器压力的测量
实验目的
1、了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法、基本结构、性能及应用。
2、掌握扩散硅压阻式压力传感器标定方法和最小二乘法误差数据处理方法及获得方法。
实验要求
实验原理
在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，摩托罗拉公司设计出X形硅压力传感器如下图所示：在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条，并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
扩散硅压力传感器的工作原理：在X形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i，如图所示，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时，在垂直电流方向将会产生电场变化i
E⋅
∆
=ρ，该电场的变化引起电位变化，则在端可得到被与电流垂直方向的两侧压力引起的输出电压Uo。
i
d
E
d
U
O
⋅
∆⋅
=
⋅
=ρ
式中d为元件两端距离。
扩散硅压力传感器(MPX10)原理图
实验电路如下图所示，MPX10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V电源、4脚为Uo-；当P1>P2时，输出为正；P1<P2时，输出为负。
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实验十一 扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验
一、实验目的:
了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。
二、实验仪器
压力传感器模块、温度传感器模块、数显单元、直流稳压源+5V 、±１5Ｖ。
三、实验原理
在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法,摩托罗拉公司设计出X 形硅压力传感器如下图所示：在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。
并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出,用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
扩散硅压力传感器的工作原理：在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流
i ，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时,在垂直电流方向将会产生电场变化i E ⋅∆=ρ，该电场的变化引起电位变化，则在端可得到被与电流
垂直方向的两测压力引起的输出电压Uo 。
i d E d U O ⋅∆⋅=⋅=ρ
（11-1)
式中ｄ为元件两端距离。
实验接线图如图11－２所示,MPX1０有4个引出脚,１脚接地、2脚为U ｏ＋、3脚接+5Ｖ电源、4脚为Uo-；当P1>Ｐ２时，输出为正;Ｐ1<P ２时，输出为负。
图11-1 扩散硅压力传感器原理图
四、实验内容与步骤
1．接入＋5V 、±15V 直流稳压电源，模块输出端Ｖｏ2接控制台上数显直流电压表,选择2０V 档,打开实验台总电源。
4.调节Rw2到适当位置并保持不动，用导线将差动放大器的输入端U ｉ短路,然后调节Ｒw3使直流电压表2０0ｍV 档显示为零，取下短路导线。
５．气室1、２的两个活塞退回到刻度“17”的小孔后，使两个气室的压力相对大气压均为0,气压计指在“零”刻度处，将MPX10的输出接到差动放大器的输入端U ｉ，调节R ｗ１使直流电压表200ｍv 档显示为零。
6．保持负压力输入Ｐ2压力零不变,增大正压力输入P1的压力到0.01M Ｐa,每隔0．005Ｍｐa 记下模块输出Uo2的电压值。
直到P1的压力达到0.095Mp ａ;填入下表1。
7．保持正压力输入P1压力0.０9５Ｍp ａ不变，增大负压力输入Ｐ2的压力,从0．01M Ｐa 每隔０.005Mpa 记下模块输出Ｕo2的电压值。
直到P2的压力达到0．０95Mpa ；填入下
P1-Uo2曲线图
P1/kP
U o 2/V
表2。
8.保持负压力输入Ｐ2压力0．0９5M ｐa 不变,减小正压力输入P1的压力,每隔0.005Ｍｐａ记下模块输出Uo2的电压值。
直到P1的压力为0.０05Ｍｐa ；填入下表3。
9.保持负压力输入Ｐ１压力0Ｍp ａ不变,减小正压力输入Ｐ2的压力,每隔0.005Mpa 记下模块输出U ｏ2的电压值。
直到P2的压力为0.00５M ｐa;填入下表。
10.实验结束后,关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验数据记录与分析
(表1）
用matlab 绘制P1-Uo2曲线图如下图所示
２、保持正压力输入P １压力0.095Mpa 不变，增大负压力输入P2的压力
减小P2-Uo2曲线
P2/ kP
U o 2/ V
减小P1-Uo2曲线图
（表２)
用ｍatlab 绘制Ｐ2-Uo ２曲线图如下图所示
３、保持负压力输入P ２压力０.０９５M ｐa 不变，减小正压力输入P1的压力
(表3)
用matla ｂ绘制Ｐ1-Ｕｏ2曲线图如下图所示
减小P2-Uo2曲线
U o 2/ V
(表4)
用mat ｌab 绘制的Ｐ2-Uo2曲线图如下图所示
P1-Uo2拟合直线
P1/kP U o 2/V
P2-Uo2曲线图
气压P2/kP
U o 2/ V
5、灵敏度及非线性误差计算
线性拟合直线的斜率即为所求的灵敏度,故对上面的曲线图依次进行线性拟合,如下图所示(红色为拟合直线)，并由此算出其灵敏度和非线性误差。
灵敏度L=ΔU/ΔP=拟合直线斜率 非线性误差δf ＝Δｍ／y F ．.S ×１0０％
（Δm 为输出值与拟合直线的最大偏差，y F ·Ｓ为满量程输出平均值）
(1)
非线性误差δf ＝（0.３92/11.4) ×１00%＝3.5％
(2)
减小P1-Uo2曲线图
P1/kP
U o 2/ V
减小P2-Uo2曲线P2/ kP
U o 2/ V
ｙ = p1*x ＋ p2 p1 = -1１５．２4 p2 = 11.７６５ 由图读出Δm=0.65 故 灵敏度Ｌ＝ΔＵ/ΔP=p1＝-１15．２4 ｖ/kp 非线性误差δf =(０.６５/10.72） ×１00%=6.1％ （3)
y = p1*x + p2 p1 = 9１.4９8 p ２ = -9．3９2３ 由图读出Δm ＝0.4５ 故 灵敏度L=ΔU/ΔP =p1=９1.49８ｖ/kp
非线性误差δf =(0.45/8．８７) ×１00%=5．1％ （4)
ｙ ＝ p1*x + p2 p1 ＝ -９６．409 p2 = 0.23275 由图读出Δm=0.58
故灵敏度L=ΔU/ΔP=p1=-96.409v/kp
非线性误差δf=(0.5８／８.８4)×１０0％＝6.6%
六、实验报告
１．根据实验所得数据,计算压力传感器输入P(P1-Ｐ2)—输出Uo2曲线。
计算灵敏度L ＝ΔU／ΔP，非线性误差δf。
图1１-2 扩散硅压力传感器接线图。