第6章-压阻式传感器

传感器原理与测试系统

压阻式传感器

北航自动化学院检测系

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压阻式传感器

•半导体材料的压阻效应

•固体受到作用力后，电阻率（或电

阻）就要发生变化，这就是固体的压

阻效应。

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•由电阻变化率公式：

当应力作用在半导体材料时，载流子的浓度和平均迁移率都要发生变化，这就是半导体压阻效应的本质。压阻式传感器

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•半导体材料的电阻率相对变化量：

L L

E ρπερd =压阻式传感器

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•电阻的相对变化率可以写成：

2dR d dL dL R L L

ρµρ=++(21)L L L L

E K πεµεε=++=21L K E πµ=++在半导体材料的压阻效应中，其应变系数远远大于金属的应变系数，电阻的相对变化率主要由电阻率的相对变化率引起。L E

π≈压阻式传感器

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•基于上面分析，压阻式传感器有：L L L L

dR

d E R ρ

πδπερ≈==压阻式传感器

压阻式传感器

•优点：

压阻系数很高，分辨率高，动态响应

好

•缺点：

温度系数大，存在比较大的温度误差

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压阻式传感器

•典型的压阻式传感器

•（1）压阻式压力传感器

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•压阻式传感器供电问题

：

恒压源供电()()in out R p U U R R T ∆=+∆压阻式传感器

10•压阻式传感器供电问题：

0()

out U I R p =⋅∆I 0压阻式传感器

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•（2）压阻式加速

度传感器

压阻式加速度传感器结构示意图

压阻式传感器

压阻式传感器

•小结

–(a) 半导体的压阻效应

–(b) 压阻式传感器的特点

–(c) 测量电桥的供电问题

–(d) 典型应用

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