力敏傳感器測量原理

硬件型號：MP3V5004DP力敏傳感器

系統(tǒng)版本：傳感器系統(tǒng)

力敏傳感器測量原理：電阻應變式傳感器是通過彈性敏感元件將外部的應力轉(zhuǎn)換成應變ε，再根據(jù)電阻應變效應，由電阻應變片將應變轉(zhuǎn)換成電阻值的微小變化，通過測量電橋轉(zhuǎn)換成電壓或電流的輸出。

力敏傳感器是將應力、壓力等力學量轉(zhuǎn)換成電信號的轉(zhuǎn)換器件。力敏傳感器有電阻式、電容式、電感式、壓電式和電流式等多種形式，它們各有優(yōu)缺點。半導體壓力傳感器的主要技術性能：輸出3~20mV/V; 精度0.25%; 頻率0~ 5000Hz; 工作溫度-55~120攝氏度。這種傳感器的優(yōu)點是體積小、成本低，缺點是對濕度十分敏感。壓電式力敏傳感器的優(yōu)點是靈敏度高，工作溫度范圍寬(-70~250攝氏度)，缺點是成本稍高。近年來，壓電式力敏傳感器的應用領域和市場銷售額明顯擴大。

1、壓阻式傳感器

壓阻式傳感器是通過擴散工藝將四個半導體應變電阻制作在同一硅片上，利用半導體材料的壓阻效應制成的傳感器。它由于工藝一致性好，靈敏度相等，因此漂移抵消，遲滯、蠕變非常小，動態(tài)響應快，測量精度高、穩(wěn)定性好、溫度范圍寬、易小型化、能批量生產(chǎn)和使用方便。

工作原理：壓阻式傳感器的工作主要基于壓阻效應，而壓阻效應是在半導體材料上施加作用力時，其電阻率將發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象。

2、壓阻式壓力傳感器

固態(tài)壓阻式壓力傳感器的傳感器硅膜片兩邊有兩個壓力腔。一個是和被測壓力相連接的高壓腔，另一個是低壓腔，和大氣相通。

3、壓電式傳感器

壓電式傳感器是基于某些材料受力后在其表面產(chǎn)生電荷的壓電效應為轉(zhuǎn)換原理的傳感器。它是一種典型的有源傳感器，又稱自發(fā)電式傳感器。它具有體積小，重量輕，頻率寬，靈敏度高，結(jié)構簡單，工作可靠等特點。

工作原理：當某些晶體或多晶體陶瓷在一定的方向上受到外力作用時，在某兩個對應的晶面上，會產(chǎn)生符號相反的電荷。當外力消失時，電荷也消失；當外力改變方向時，兩晶面上的電荷符號也隨之改變。

壓電傳感器就是以壓電效應為基礎，將力學量轉(zhuǎn)換為電量的器件。

典型的具有壓電效應的物質(zhì)有石英晶體、壓電陶瓷和高分子壓電材料等。

4、壓電式加速度傳感器

當傳感器感受振動時，質(zhì)量塊感受與傳感器基座相同的振動，并受到與加速度方向相反的慣性力的作用。這樣，質(zhì)量塊就有一正比于加速度的交變力作用在壓電片上。由于壓電片壓電效應，兩個表面上就產(chǎn)生交變電荷，當振動頻率遠低于傳感器的固有頻率時，傳感器的輸出電荷（電壓）與作用力成正比，亦即與試件的加速度成正比。