壓力傳感器常見的測(cè)量原理有壓阻式、壓電式、電容式、電磁式等幾種常見的形式。今天給大家講解一下其中最常用的電阻式壓力傳感器的測(cè)量方式。

　　壓阻壓力傳感器主要基于壓阻效應(yīng)(Piezoresistive effect)。壓阻效應(yīng)是用來描述材料在受到機(jī)械式應(yīng)力下所產(chǎn)生的電阻變化。不同于壓電效應(yīng)，壓阻效應(yīng)只產(chǎn)生阻抗變化，并不會(huì)產(chǎn)生電荷。大多數(shù)金屬材料與半導(dǎo)體材料都被發(fā)現(xiàn)具有壓阻效應(yīng)。其中半導(dǎo)體材料中的壓阻效應(yīng)遠(yuǎn)大于金屬。1954年C.S.史密斯詳細(xì)研究了硅的壓阻效應(yīng)，從此開始用硅制造壓力傳感器。

　　壓阻式壓力傳感器一般通過引線接入惠斯通電橋中。平時(shí)敏感芯體沒有外加壓力作用，電橋處于平衡狀態(tài)(稱為零位)，當(dāng)壓阻式壓力傳感器受壓后芯片電阻發(fā)生變化，電橋?qū)⑹テ胶?。若給電橋加一個(gè)恒定電流或電壓電源，電橋?qū)⑤敵雠c壓力對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，這樣壓阻式壓力傳感器的電阻變化通過電橋轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)輸出。電橋檢測(cè)出電阻值的變化，經(jīng)過放大后，再經(jīng)過電壓電流的轉(zhuǎn)換，變換成相應(yīng)的電流信號(hào)，該電流信號(hào)通過非線性校正環(huán)路的補(bǔ)償，即產(chǎn)生了輸入電壓成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)。

　　為減小溫度變化對(duì)芯體電阻值的影響，提高測(cè)量精度，壓阻式壓力傳感器還運(yùn)用了激光調(diào)阻工藝進(jìn)行了寬溫度范圍的零點(diǎn)和靈敏度溫度補(bǔ)償。目前壓阻式壓力傳感器廣泛地應(yīng)用于航天、航空、航海、石油化工、動(dòng)力機(jī)械、生物醫(yī)學(xué)工程、氣象、地質(zhì)、地震測(cè)量等各個(gè)領(lǐng)域。

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