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。
扩散硅实验报告doc
扩散硅实验报告篇一：实验报告测试技术实验报告第二组实验三十五压阻式压力传感器的特性实验一、实验目的1、了解扩散硅压阻式传感器测量压力的方法。
2、掌握扩散硅压阻式传感器及其转换电路的工作原理。
二、实验多用单元压阻式压力传感器、压阻式压力传感器转换电路板、橡皮气囊、储气箱、三通连接导管、压力表、位移台架、直流稳压电源、数字万用表三、实验原理及电路扩散硅压阻式压力传感器，在单晶硅的基片扩散出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变化，引起电阻的变化，将这一变化引入测量电路，通过输出电压可以测量出其所受的压力大小。
四、实验步骤1、固定好位移台架，将压力传感器放在台架的圆孔中。
2、将压力传感器上的插头连接至转换电路板上的插座。
转换电路板的输出连接至数字电压表。
3、连接电路图。
4、打开橡皮囊上的单向阀，接通电源，调节转换电路板上的RP2使输出电压为零。
5、拧紧单向阀，轻按加压皮囊，注意不要用力过大，使压力表显示30Kp，调节RP1使输出电压为3V。
6、重复步骤4和步骤5，使压力为0时输出电压为0，压力为30Kp时，输出电压为3V。
7、旋紧单向阀，开始加压，每上升2Kp读取输出电压，记入入下表中。
五、实验报告1、根据表格的实验数据，画出压力传感器的特性曲线，并计算精度与非线性误差。
实验数据记录于下表中。
如下图所示，测量电路测得的输出电压与仪表显示的空气压强在数值上的关系如下，两者近似呈线性关系。
2、如果测量真空度，需要对本实验装置进行怎样的改进？答：测量真空度，需要把橡皮气囊改为可以抽气的实验装置，并把测量压强的仪表改为可测量真空度值的仪表。
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。
检测技术实验3 扩散硅压阻式压力传感器、电容传感器、直流激励时霍尔传感器和反射式光纤位移传感器测量实验
上海电力学院检测技术实验实验八 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、气室、气压表、分压器、差动放大器、电压放大器、直流电压表 三、实验原理扩散硅压力传感器的工作原理如图8-1，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，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 （8-1） 式中d 为元件两端距离。
实验接线图如图8-2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8-1 扩散硅压力传感器原理图图8-2 扩散硅压力传感器接线图四、实验内容与步骤1． 按图8-2接好“差动放大器”与“电压放大器”，“电压放大器”输出端接数显直流电压表，选择20V 档，打开直流开关电源。
2． 调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到适当位置并保持不动，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直流电压表20V 档显示为零。
3． 取下短路导线，并按图8-2连接“压力传感器”与“分压器”。
4．气室的活塞退回到刻度“17”的小孔后，使气室的压力相对大气压均为0，气压计指在“零”刻度处，将“压力传感器”的输出接到差动放大器的输入端，调节Rw1使直流电压表20V档显示为零。
6．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
实验九扩散硅压阻式压力传感器差压测量一、实验目的了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。
二、基本原理压阻式压力传感器的硅膜片受到两个压力P1和P2作用时，由于它们对膜片产生的应力正好相反，因此作用在膜片上是△P=P1-P2，从而可以进行差压测量。
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）。
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。
再仔细地反复调节旋钮使压力上升到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。
再仔细地反复调节汽源使压力上升到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。
中南大学自动检测与控制实验报告4
中南大学
自动检测与过程控制实验报告
XXXXXXX 院系 XXXX 专业 XXXX 班级姓名 XXXXX 学号XXXXXXX 同组者
实验日期 201X 年X 月 X 日指导老师
2. 检查气路系统，分别推进气室1、2的两个活塞，对应的气压计有显示压力值并能保持不动。
3. 接入+5V、±15V直流稳压电源，模块输出端Uo2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. 退回气室1、2的两个活塞，使两个气压计均指在“零”刻度处，将MP×10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，每隔0.005Mpa记。
传感器实验指南
目录实验一压阻式压力传感器的特性测试实验 (2)实验二电容传感器的位移特性实验 (5)实验三直流激励线性霍尔传感器的位移特性实验 (9)实验四电涡流传感器材料分拣的应用实验 (12)实验五光纤传感器位移测量实验 (14)实验一压阻式压力传感器的特性测试实验一、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标定方法。
二、实验内容掌握压力传感器的压力计设计。
三、实验仪器传感器检测技术综合实验台、压力传感器实验模块、压力传感器、导线。
四、实验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，在半导体受到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，使得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。
一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它上面直接蒸镀扩散出多个半导体电阻应变薄膜（扩散出敏感栅）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变化。
图13-1为压阻式压力传感器压力测量实验原理图。
+-放大单元主台体上电压表+4V 压阻式压力传感器Vo+VS+Vo-Vs-图1-1 压阻式压力传感器压力测量实验原理五、实验注意事项1、严禁将信号源输出对地短接。
2、实验过程中不要带电拔插导线。
3、严禁电源对地短路。
六、实验步骤1、将引压胶管连接到压力传感器上，其他接线按图1-2进行连接，确认连线无误且打开主台体电源、压力传感器实验模块电源。
图1-2 压阻式压力传感器的特性测试实验接线图2、打开气源开关，调节流量计的流量并观察压力表，压力上升到4Kpa左右时，根据计算所选择的第二级电路的反馈电阻值，接好相应的短接帽；再调节调零电位器RW2，使得图1-3中Vx与计算所得的值相符；再调节增益电位器RW1，使电压表显示为0.4V左右。
（进行此步之前，请先仔细阅读：七、实验报告要求）3、再仔细地反复调节流量使压力上升到18KPa左右时，根据计算，电压表将显示1.8V 左右。
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。
扩散硅压阻式压力传感器实验报告
扩散硅压阻式压力传感器实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过对扩散硅压阻式压力传感器的研究，掌握其工作原理、特点和应用范围，并通过实验验证其性能指标。
二、实验原理1. 扩散硅压阻式压力传感器的工作原理扩散硅压阻式压力传感器是利用硅材料在外加电场下产生变形的特性来测量被测物体所受压力大小的一种传感器。
当被测物体施加一定大小的压力时，它们会在传感器表面产生微小变形，这种变形会影响到硅片上薄膜电阻值的大小，从而使得输出电信号发生变化。
2. 扩散硅压阻式压力传感器的特点（1）精度高：由于扩散硅压阻式压力传感器采用了先进制造技术和精密校准方法，因此其精度非常高。
（2）灵敏度高：由于硅材料具有较好的弹性和刚度，因此扩散硅压阻式压力传感器对被测物体所受小范围内的压力变化非常敏感。
（3）稳定性好：扩散硅压阻式压力传感器采用了先进的温度补偿技术，因此其在不同温度下的测量结果非常稳定。
3. 扩散硅压阻式压力传感器的应用范围扩散硅压阻式压力传感器广泛应用于汽车、航空航天、机械制造、医疗仪器等领域。
例如，在汽车制造中，扩散硅压阻式压力传感器可以用于测量发动机油路和燃油路的油压；在医疗仪器中，扩散硅压阻式压力传感器可以用于测量人体血液和气体等生物参数。
三、实验步骤1. 准备工作（1）检查实验设备是否完好无损，并按照实验要求进行连接；（2）检查被测物体是否符合实验要求，并将其放置在实验台上。
2. 连接电路将扩散硅压阻式压力传感器与电源和示波器连接起来。
其中，电源可以为恒流源或者恒压源，示波器用于观察输出电信号。
3. 施加压力将被测物体放置在扩散硅压阻式压力传感器上，并施加一定大小的压力。
此时，传感器会产生微小变形，导致输出电信号发生变化。
4. 观察实验结果通过示波器观察输出电信号的变化情况，并记录下实验结果。
根据实验结果，可以计算出被测物体所受的压力大小。
四、实验结果分析本次实验中我们使用了扩散硅压阻式压力传感器来测量被测物体所受的压力大小。
实验2 扩散硅压阻式压力传感器实验模块
实验2 扩散硅压阻式压力传感器实验模块实验二扩散硅压阻式压力传感器实验模块（一）扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验 2.1实验目的：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。
2.2实验设备和元件：2.2.1实验设备：2号扩散硅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、-12V电源。
扩散硅压阻式传感器底压咀GNDVO+1234P2接实验台VSVO-P1高压咀VS接+4V OR5MAVO+322GND4VO-1接测量放大器输入端0-0.1MPa0-0.1MPa扩散硅压阻式传感器实验模块+12VGND-12V14交流、全桥、测量、差动、放大实验模块直流电桥ARXCR16 1KR14 1KR15 1KBDW110K平衡调节CR11KW210KW5W310KW410K10KW610KLM324IC1IC30-20VIC310KA10KBDIC2交流电桥图2-22.3实验内容：2.3.1、按图2-2把2号扩散硅压阻式压力传感器实验模块VS端连接+5V电压，GND端连电源地GND。
V0+、VO-输出连到14号模块一起输入端的VIN+、VIN-，具体连线见图2-2，连通电源。
2.3.2、将2号扩散硅压阻式压力传感器实验模块的P1、P2加压旋钮旋出，使压力表均指示为0。
2.3.3、放大器输出VO2和GND分别接到电源模块数显表的V、GND孔。
将显示表选择开关拨到20V档，调节W5、W6使数显表显示为零（若调不到零请旋W3、W4改变放大倍数）。
2.3.4、旋动P1旋钮加压，记下输出电压值，反之松开P1使压力表为0，旋动P2旋钮加压，记下输出电压值。
2.4实验结果与讨论33P（Kpa） 10 V O2(V)P1 V O2(V)P20.68 -0.70 20 0.97 -0.98 30 1.32 -1.36 40 1.80 -1.68 50 1.96 -1.97 60 2.39 -2.33 70 2.65 -2.60 80 2.91 -2.90 90 - - 100 - - （二）扩散硅压阻式压力传感器的差压测量实验 2.1实验目的：2.1.1、了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。
《传感器与检测技术》半导体扩散硅压式阻式压力传感器实验报告
《传感器与检测技术》半导体扩散硅压式阻式压力传感器实验报告课程名称：传感器与检测技术实验类型：验证型实验项目名称：半导体扩散硅压式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.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 5-1：五.注意事项1、如在实验中压力不稳定，应检查加压气体回路是否有漏气现象。
气囊上单向调节阀的锁紧螺丝是否拧紧。
2、如读数误差较大，应检查气管是否有折压现象，造成传感器的供气压力不均匀。
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R W2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4K pa左右时调节调节R w2（低限调节），，使电压表显示为相应的0.4V左右。
再仔细地反复调节旋钮使压力上升到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4K pa，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。
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。
(2021年整理)压阻式压力传感器测量压力特性实验
压阻式压力传感器测量压力特性实验编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（压阻式压力传感器测量压力特性实验）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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压阻式压力传感器测量压力特性实验一、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标定方法。
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,使得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 .一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它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变化。
图为压阻式压力传感器压力测量实验原理图。
压阻式压力传感器压力测量实验原理三、需用器件与单元：主机箱中的气压表、气源接口、电压表、直流稳压电源±15V、±2V~±10V（步进可调）；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、按示意图安装传感器、连接引压管和电路:将压力传感器安装在压力传感器实验模板的传感器支架上；引压胶管一端插入主机箱面板上的气源的快速接口中（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(专用引线）,压力传感器的 1端接地，2端为输出Vo＋,3端接电源＋4V,4端为输出Vo－.具体接线见下图。
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0.01MPa ，每隔0.005Mpa 记下模块输出Uo2的电压值。
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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0.01MPa ，每隔0.005Mpa 记下模块输出Uo2的电压值。
直到P1的压力达到0.095Mpa ；填入下表1。
7．保持正压力输入P1压力0.095Mpa 不变，增大负压力输入P2的压力，从0.01MPa 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 ；填入下表2。
8．保持负压力输入P2压力0.095Mpa 不变，减小正压力输入P1的压力，每隔0.005Mpa
P1-Uo2曲线图
P1/kP
U o 2/V
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0Mpa 不变，减小正压力输入P2的压力，每隔0.005Mpa 记下模块输出Uo2的电压值。
直到P2的压力为0.005Mpa ；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0.095Mpa 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
减小P2-Uo2曲线
P2/ kP
U o 2/
V
减小P1-Uo2曲线图
P1/kP
U o 2/ V
3、保持负压力输入P2压力0.095Mpa 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
0.005
0.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550.060.0650.070.0750.080.0850.09
减小P2-Uo2曲线
P2/ kP
U o 2/
V
P1-Uo2拟合直线
U 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）
（1）
P2-Uo2曲线图
气压P2/kP
U o 2/ V
减小P1-Uo2曲线图
P1/kP
U o 2/ V
y = p1*x + p2 p1 = 110.3 p2 = 0.87657 由图读出Δm=0.392
故 灵敏度S ＝L=ΔU/ΔP =p1=110.3v/kp
非线性误差δf =(0.392/11.4) ×100％=3.5% (2)
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 p2 = -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%
减小P2-Uo2曲线
P2/ kP
U o 2/ V
（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。