傳感器課件2電阻傳感器

第二章電阻傳感器

本章學(xué)習(xí)電阻式傳感器的原理及應(yīng)用，包括：電阻應(yīng)變片、測(cè)溫?zé)犭娮?、氣敏電阻、濕敏電阻及磁敏電阻、電位器等?2/11/20221第二章電阻傳感器

本章學(xué)習(xí)電阻式傳感器的原第一節(jié)電阻應(yīng)變傳感器

導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變傳感器主要由電阻應(yīng)變片及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路等組成。12/11/20222第一節(jié)電阻應(yīng)變傳感器一、應(yīng)變?cè)硌菔?/p>

金屬絲受拉時(shí)，l變長(zhǎng)、r變小，導(dǎo)致R變大。12/11/20223一、應(yīng)變?cè)硌菔窘饘俳z受拉時(shí)，l變長(zhǎng)、r變小，導(dǎo)致R變大。二、應(yīng)變片的工作原理

設(shè)有一長(zhǎng)度為、截面積為A、半徑為r、電阻率為的金屬單絲，它的電阻值R可表示為

K—電阻應(yīng)變片的靈敏度當(dāng)沿金屬絲的長(zhǎng)度方向作用均勻拉力（或壓力）時(shí)，上式中、r、l都將發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電阻值R發(fā)生變化。當(dāng)金屬絲受拉時(shí)，l將變長(zhǎng)、r變小，均導(dǎo)致R變大；某些半導(dǎo)體受拉時(shí)，將變大，導(dǎo)致R變大。電阻絲及應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化量R

R與材料力學(xué)中的軸向應(yīng)變x的關(guān)系在很大范圍內(nèi)是線(xiàn)性的，即

12/11/20224二、應(yīng)變片的工作原理設(shè)有一長(zhǎng)度為微應(yīng)變(με)

對(duì)于不同的金屬材料，K略微不同，一般為2左右。而對(duì)半導(dǎo)體材料而言，由于其感受到應(yīng)變時(shí)，電阻率會(huì)產(chǎn)生很大的變化，所以靈敏度比金屬材料大幾十倍。在材料力學(xué)中，x=l/l稱(chēng)為電阻絲的軸向應(yīng)變，也稱(chēng)縱向應(yīng)變。

x通常很小。例如，當(dāng)x為0.000001（10-6）時(shí)，在工程中常表示為1m/m或1微應(yīng)變(1με)。對(duì)金屬材料而言，當(dāng)它受力之后所產(chǎn)生的軸向應(yīng)變最好不要大于110-3，即1000m/m，否則有可能超過(guò)材料的極限強(qiáng)度而導(dǎo)致非線(xiàn)性或斷裂。

12/11/20225微應(yīng)變(με)對(duì)于不同的金屬材料，K略微不同應(yīng)變片用于測(cè)量力F的計(jì)算公式由材料力學(xué)可知，x=F/(AE)，所以R/R又可表示為

如果應(yīng)變片的靈敏度K和試件的橫截面積A以及彈性模量Ｅ均為已知，則只要設(shè)法測(cè)出R/R的數(shù)值，即可獲知試件受力Ｆ的大小，可用于電子秤的稱(chēng)重等。12/11/20226應(yīng)變片用于測(cè)量力F的計(jì)算公式由材料力二、應(yīng)變片的種類(lèi)與結(jié)構(gòu)應(yīng)變片可分為金屬應(yīng)變片及半導(dǎo)體應(yīng)變片兩大類(lèi)。金屬絲式應(yīng)變片蠕變較大，金屬絲易脫膠，逐漸被箔式所取代。但金屬絲式應(yīng)變片價(jià)格便宜，多用于大批量、一次性試驗(yàn)。箔式應(yīng)變片中的箔柵是金屬箔通過(guò)光刻、腐蝕等工藝制成的。箔式應(yīng)變片與片基的接觸面積大得多，散熱條件較好，在長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量時(shí)的蠕變較小，一致性較好，目前廣泛用于各種應(yīng)變式傳感器中。12/11/20227二、應(yīng)變片的種類(lèi)與結(jié)構(gòu)應(yīng)變片可分為金屬應(yīng)變片及半金屬絲式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)12/11/20228金屬絲式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)12/10/20228半導(dǎo)體應(yīng)變片半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高；缺點(diǎn)是：靈敏度的一致性差、溫漂大、電阻與應(yīng)變間非線(xiàn)性嚴(yán)重。在使用時(shí)，需采用溫度補(bǔ)償及非線(xiàn)性補(bǔ)償措施。

12/11/20229半導(dǎo)體應(yīng)變片半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏箔式應(yīng)變片的外形12/11/202210箔式應(yīng)變片的外形12/10/202210應(yīng)變片主要性能指標(biāo)舉例上表中，哪幾個(gè)型號(hào)是半導(dǎo)體應(yīng)變片？依據(jù)是什么？

12/11/202211應(yīng)變片主要性能指標(biāo)舉例上表中，哪幾個(gè)型號(hào)是半導(dǎo)體應(yīng)變片的粘貼：

1.去污：采用手持砂輪工具除去構(gòu)件表面的油污、漆、銹斑等，并用細(xì)紗布交叉打磨出細(xì)紋以增加粘貼力，用浸有酒精或丙酮的紗布片或脫脂棉球擦洗。

12/11/202212應(yīng)變片的粘貼：

1.去污：采用手持砂輪工具

2.貼片：在應(yīng)變片的表面和處理過(guò)的粘貼表面上，各涂一層均勻的粘貼膠，用鑷子將應(yīng)變片放上去，并調(diào)好位置，然后蓋上塑料薄膜，用手指揉和滾壓，排出下面的氣泡。12/11/202213

2.貼片：在應(yīng)變片的表面和處理過(guò)3.測(cè)量：從分開(kāi)的端子處，預(yù)先用萬(wàn)用表測(cè)量應(yīng)變片的電阻，發(fā)現(xiàn)端子折斷和壞的應(yīng)變片。12/11/2022143.測(cè)量：從分開(kāi)的端子處，預(yù)先用萬(wàn)

4.焊接：

將引線(xiàn)和端子用烙鐵焊接起來(lái)，注意不要把端子扯斷。

12/11/2022154.焊接：

將引線(xiàn)和端子

5.固定：焊接后用膠布將引線(xiàn)和被測(cè)對(duì)象固定在一起，防止損壞引線(xiàn)和應(yīng)變片。

12/11/2022165.固定：焊接后用膠布將引線(xiàn)和被測(cè)對(duì)象固定在三、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋

金屬應(yīng)變片的電阻變化范圍很小，如果直接用歐姆表測(cè)量其電阻值的變化將十分困難，且誤差很大。例：金屬箔式應(yīng)變片的標(biāo)稱(chēng)阻值R0為100，靈敏度K=2，粘貼在橫截面積為9.8mm2的鋼質(zhì)圓柱體上，鋼的彈性模量E=21011N/m2，所受拉力F=0.2t，受拉后應(yīng)變片的阻值R的變化量?jī)H為0.2。

所以必須使用不平衡電橋來(lái)測(cè)量這一微小的變化量，將R/R轉(zhuǎn)換為輸出電壓Uo。

12/11/202217三、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋金屬應(yīng)變片的電阻變化三、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋

由電工學(xué)知識(shí)可知：若橋路4個(gè)橋臂相鄰電阻的電阻值變化趨勢(shì)相反，橋路的輸出電壓反而相互疊加。12/11/202218三、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋由電工學(xué)12/10/2022電橋平衡的條件：R1/R2=R4/R3

調(diào)節(jié)RP

，最終可以使R1/R2=R4/R3（R1、R2是R1、R2并聯(lián)RP后的等效電阻），電橋趨于平衡，Uo被預(yù)調(diào)到零位，這一過(guò)程稱(chēng)為調(diào)零。圖中的R5是用于減小調(diào)節(jié)范圍的限流電阻。

12/11/202219電橋平衡的條件：R1/R2=R4/R3

單臂電橋單臂半橋的靈敏度最低。計(jì)算公式12/11/202220單臂電橋單臂半橋的計(jì)算公式12/10/202220雙臂電橋

R1、R2為應(yīng)變片，

R3、R4為固定電阻。應(yīng)變片R1、R2感受到的應(yīng)變1、2以及產(chǎn)生的電阻增量正負(fù)號(hào)相間，可以使輸出電壓Uo成倍地增大。計(jì)算公式12/11/202221雙臂電橋R1、R2為應(yīng)變片四臂全橋

全橋的四個(gè)橋臂都為應(yīng)變片，如果設(shè)法使試件受力后，應(yīng)變片R1~

R4產(chǎn)生的電阻增量（或感受到的應(yīng)變1~4）正負(fù)號(hào)相間，就可以使輸出電壓Uo成倍地增大。

上述三種工作方式中，哪一種靈敏度最高?哪一種靈敏度最低?

計(jì)算公式12/11/202222四臂全橋全橋的四個(gè)橋臂都為應(yīng)變片，如果設(shè)法使全橋的溫度補(bǔ)償原理

當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，橋臂上的應(yīng)變片溫度同時(shí)升高，溫度引起的電阻值漂移數(shù)值一致，可以相互抵消，所以全橋的溫漂最??；請(qǐng)說(shuō)出半橋克服溫漂的原理！采用全橋（或雙臂半橋）能實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償。12/11/202223全橋的溫度補(bǔ)償原理當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，橋臂上的四、應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)用

電阻應(yīng)變片的應(yīng)用可分為兩大類(lèi)：第一類(lèi)是將應(yīng)變片粘貼于某些彈性體上，并將其接到測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，這樣就構(gòu)成測(cè)量各種物理量的專(zhuān)用應(yīng)變式傳感器。應(yīng)變式傳感器中，敏感元件一般為各種彈性體。傳感元件就是應(yīng)變片，測(cè)量轉(zhuǎn)換電路一般為橋路；

第二類(lèi)是將應(yīng)變片貼于被測(cè)試件上，然后將其接到應(yīng)變儀上就可直接從應(yīng)變儀上讀取被測(cè)試件的應(yīng)變量。

12/11/202224四、應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)用電阻應(yīng)變片的應(yīng)用可分為兩大類(lèi)應(yīng)變式力傳感器

S型力傳感器

FFFF12/11/202225應(yīng)變式力傳感器S型力傳感器FFFF12/10/2022各種懸臂梁

12/11/202226各種懸臂梁12/10/202226各種懸臂梁

FF固定點(diǎn)固定點(diǎn)電纜12/11/202227各種懸臂梁FF固定點(diǎn)固定點(diǎn)電纜12/10/202227應(yīng)變片在懸臂梁上的粘貼及變形

12/11/202228應(yīng)變片在懸臂梁上的粘貼及變形12/10/202228應(yīng)變式荷重傳感器的外形及應(yīng)變片的粘貼位置FR1R2R412/11/202229應(yīng)變式荷重傳感器的外形及應(yīng)變片的粘貼位置FR1R2R4應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF12/11/202230應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF12/10/2022應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF12/11/202231應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF12/10/2022荷重傳感器原理演示貼在荷重傳感器表面的應(yīng)變片在向下力的作用下產(chǎn)生變形。軸向變短，徑向變長(zhǎng)。12/11/202232荷重傳感器原理演示貼在荷重傳感器表面汽車(chē)衡測(cè)量裝貨量或判斷超載12/11/202233汽車(chē)衡測(cè)量裝貨量或12/10/202233汽車(chē)衡稱(chēng)重系統(tǒng)（參考北京遠(yuǎn)亞興業(yè)商貿(mào)有限公司資料）12/11/202234汽車(chē)衡稱(chēng)重系統(tǒng)（參考北京遠(yuǎn)亞興業(yè)商貿(mào)有限公司資料）12/1荷重傳感器計(jì)算公式

當(dāng)KF為常數(shù)時(shí)，橋路所加的激勵(lì)源電壓Ui越高，滿(mǎn)量程輸出電壓Uom也越高。思考：綜合考慮靈敏度與功耗、發(fā)熱等因數(shù)，Ui的取值范圍多少為好？12/11/202235荷重傳感器計(jì)算公式當(dāng)KF為常數(shù)時(shí)，荷重傳感器應(yīng)用估算

例現(xiàn)用某荷重傳感器稱(chēng)重。當(dāng)橋路電壓Ui為6V時(shí)，測(cè)得橋路的輸出電壓Uo為8mV，求被測(cè)荷重為多少?lài)崱＝?/p>

從該荷重傳感器銘牌上得到Fm=100103N，KF=2mV/V，可計(jì)算得到Uom=12mV。根據(jù)上述公式計(jì)算得被測(cè)荷重：12/11/202236荷重傳感器應(yīng)用估算例現(xiàn)用某荷重傳感器稱(chēng)荷重傳感器用于構(gòu)件的稱(chēng)重

荷重傳感器（共3個(gè)，120度分布，以達(dá)到均衡目的，另兩個(gè)未拍出）底座墊塊電纜12/11/202237荷重傳感器用于構(gòu)件的稱(chēng)重荷重傳感器底座墊塊電纜12/10/電子秤

磅秤超市打印秤遠(yuǎn)距離顯示12/11/202238電子秤磅秤超市打印秤遠(yuǎn)距離顯示12/10/202238電子天平電子天平的精度可達(dá)十萬(wàn)分之一12/11/202239電子天平電子天平的精度可達(dá)十萬(wàn)分之一12/10/202239應(yīng)變式數(shù)顯扭矩扳手?jǐn)?shù)顯扳手可用于汽車(chē)、摩托車(chē)、飛機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、機(jī)械制造和家用電器等領(lǐng)域，準(zhǔn)確控制緊固螺栓的裝配扭矩。量程2~500N·m，耗電量≤10mA，有公制/英制單位轉(zhuǎn)換、峰值保持、自動(dòng)斷電等功能。12/11/202240應(yīng)變式數(shù)顯扭矩扳手?jǐn)?shù)顯扳手可用于汽車(chē)、摩托車(chē)應(yīng)變式數(shù)顯扭矩扳手（續(xù)）12/11/202241應(yīng)變式數(shù)顯扭矩扳手（續(xù)）12/10/202241壓阻式固態(tài)壓力傳感器

利用擴(kuò)散工藝制作的四個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變電阻處于同一硅片上，工藝一致性好，靈敏度相等，漂移抵消，遲滯、蠕變非常小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。

12/11/202242壓阻式固態(tài)壓力傳感器

利用擴(kuò)散工藝制作壓阻式固態(tài)壓力傳感器的隔離、承壓膜片隔離、承壓膜片可以將腐蝕性的氣體、液體與硅膜片隔離開(kāi)來(lái)。

12/11/202243壓阻式固態(tài)壓力傳感器的隔離、承壓膜片小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器高壓進(jìn)氣口低壓進(jìn)氣口12/11/202244小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器高壓進(jìn)氣口低壓進(jìn)氣口12/10/20小型壓阻式固態(tài)差壓傳感器（續(xù)）可用于呼吸、透析和注射泵等設(shè)備p1進(jìn)氣管p2進(jìn)氣管電纜引出12/11/202245小型壓阻式固態(tài)差壓傳感器（續(xù)）可用于呼吸、透析和注射泵等設(shè)備小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器（續(xù)）表壓壓力傳感器p1進(jìn)氣管12/11/202246小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器（續(xù)）表壓壓力傳感器p1進(jìn)氣管12/汽車(chē)子午線(xiàn)輪胎胎壓的測(cè)量子午線(xiàn)輪胎汽車(chē)胎壓傳感器的安裝12/11/202247汽車(chē)子午線(xiàn)輪胎胎壓的測(cè)量子午線(xiàn)輪胎汽車(chē)胎壓傳感器12/10/投入式液位計(jì)

壓阻式固態(tài)壓力傳感器的p1進(jìn)氣孔用柔性不銹鋼隔離膜片隔離，并用硅油傳導(dǎo)壓力。硅杯不與液體相通，耐腐蝕。

12/11/202248投入式液位計(jì)壓阻式固態(tài)壓力傳感器的p1進(jìn)氣孔用投入式液位計(jì)外形（續(xù)）壓阻式固態(tài)壓力傳感器

與水位成正比的光柱

橡膠背壓管

進(jìn)水孔12/11/202249投入式液位計(jì)外形（續(xù)）壓阻式固態(tài)壓力傳感器與水位成正投入式液位傳感器

投入式液位傳感器必須使用安裝支架，適應(yīng)于深度為幾米至幾十米，且混有大量污物、雜質(zhì)的水或其他液體的液位測(cè)量。12/11/202250投入式液位傳感器投入式液位傳感器必須使用安裝支投入式液位計(jì)液位的計(jì)算：

安裝高度h0處水的表壓

p1=gh1

所以：

h=h0+h1=h0+p1/（g）

例：液位計(jì)安裝高度為1m，測(cè)得壓力為98kPa，求水的深度h。12/11/202251投入式液位計(jì)液位的計(jì)算：

安裝高度h0處水的表壓材料應(yīng)變的測(cè)量斜拉橋上的斜拉繩應(yīng)變測(cè)試

12/11/202252材料應(yīng)變的測(cè)量斜拉橋上的斜拉繩應(yīng)變測(cè)試12/10/20225材料應(yīng)變的測(cè)量（續(xù)）預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量檢驗(yàn)：工作人員正在貼應(yīng)變片

應(yīng)變片粘貼在管樁上，引出線(xiàn)應(yīng)良好固定12/11/202253材料應(yīng)變的測(cè)量（續(xù)）預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量檢驗(yàn)：應(yīng)變片粘貼在管樁上第二節(jié)測(cè)溫?zé)犭娮鑲鞲衅?/p>

一、金屬熱電阻

溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加，我們稱(chēng)其為正溫度系數(shù)，即電阻值與溫度的變化趨勢(shì)相同。測(cè)溫?zé)犭娮杩煞譃榻饘俸桶雽?dǎo)體兩大類(lèi)。12/11/202254第二節(jié)測(cè)溫?zé)犭娮鑲鞲衅饕弧⒔饘贌犭娮?/p>

取一只100W/220V燈泡，用萬(wàn)用表測(cè)量其電阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計(jì)算得到的額定熱態(tài)電阻值應(yīng)為484。

請(qǐng)說(shuō)明鎢絲的溫度系數(shù)的正負(fù)。

12/11/202255取一只100W/220V燈泡，用萬(wàn)用表易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻

請(qǐng)?zhí)暨x適合于制作熱電阻的金屬材料12/11/202256易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻請(qǐng)?zhí)暨x適合于制作金屬熱電阻材料的主要技術(shù)性能

12/11/202257金屬熱電阻材料的主要技術(shù)性能12/10/202257薄膜式及裝配式鉑熱電阻

12/11/202258薄膜式及裝配式鉑熱電阻12/10/202258小型鉑熱電阻

12/11/202259小型鉑熱電阻12/10/202259防爆型鉑熱電阻

堅(jiān)實(shí)的外殼起“隔爆”作用12/11/202260防爆型鉑熱電阻堅(jiān)實(shí)的外殼起“隔爆”作用12/10/20226汽車(chē)用水溫傳感器及水溫表

銅熱電阻12/11/202261汽車(chē)用水溫傳感器及水溫表銅熱電阻12/10/202261學(xué)習(xí)查“鉑熱電阻分度表”1.Pt100在40℃時(shí)為多少歐？2.鉑熱電阻是否線(xiàn)性？12/11/202262學(xué)習(xí)查“鉑熱電阻分度表”1.Pt100在40℃時(shí)為多少歐二、熱敏電阻

熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）和正溫度系數(shù)（PTC）之分。NTC又可分為兩大類(lèi)：第一類(lèi)的電阻值與溫度之間呈嚴(yán)格的負(fù)指數(shù)關(guān)系，因此可用于測(cè)量溫度：第二類(lèi)為突變型（CTR）。當(dāng)溫度上升到某臨界點(diǎn)時(shí)，其電阻值突然下降，可用于控制溫度。12/11/202263二、熱敏電阻熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)（N熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)

a）圓片型熱敏電阻b）柱型熱敏電阻c）珠型熱敏電阻d）鎧裝型e）厚膜型f）圖形符號(hào)1—熱敏電阻2—玻璃外殼3—引出線(xiàn)4—紫銅外殼5—傳熱安裝孔

12/11/202264熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)a）圓片型熱敏電阻b）柱型熱PTC熱敏電阻

PTC熱敏電阻屬于臨界溫度型（CTR）。當(dāng)溫度上升到某臨界點(diǎn)時(shí)，其電阻值突然下降，可用于各種電子電路中抑制浪涌電流。大功率PTC還可用作暖風(fēng)機(jī)中的加熱元件。恒溫加熱PTC熱敏電阻12/11/202265PTC熱敏電阻PTC熱敏電阻屬于臨下圖所示的恒溫加熱PTC熱敏電阻的溫度將恒定在多少度范圍？為什么？加熱電流約為多少A？將暖風(fēng)機(jī)的“風(fēng)量”加大后，PTC的溫度為什么不會(huì)下降？加熱功率如何變化？12/11/202266下圖所示的恒溫加熱PTC熱敏電阻的溫度將恒定在多少度范圍？為下圖所示的四根曲線(xiàn)分別為哪一種熱敏電阻？12/11/202267下圖所示的四根曲線(xiàn)分別為哪一種熱敏電阻？12/10/2022熱敏電阻外形

MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻12/11/202268熱敏電阻外形MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑其他形式的熱敏電阻

玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58型熱敏電阻12/11/202269其他形式的熱敏電阻玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58其他形式的熱敏電阻

帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻12/11/202270其他形式的熱敏電阻帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻1其他形式的熱敏電阻（續(xù)）

貼片式NTC熱敏電阻12/11/202271其他形式的熱敏電阻（續(xù)）貼片式NTC熱敏電阻12/熱敏電阻溫度面板表

熱敏電阻

LCD12/11/202272熱敏電阻溫度面板表熱敏電阻LCD12/10/202272熱敏電阻體溫表

12/11/202273熱敏電阻體溫表12/10/202273熱敏電阻體溫表的調(diào)試、標(biāo)定方法

調(diào)試時(shí)，應(yīng)該先調(diào)哪一只電位器，再調(diào)哪一只電位器？如何檢驗(yàn)表面刻度中其他各點(diǎn)是否準(zhǔn)確？具體步驟如何進(jìn)行？

12/11/202274熱敏電阻體溫表的調(diào)試、標(biāo)定方法調(diào)試時(shí)，應(yīng)該先調(diào)熱敏電阻用于CPU的溫度測(cè)量

（參考小熊在線(xiàn)公司資料）12/11/202275熱敏電阻用于CPU的溫度測(cè)量（參考小熊在線(xiàn)公司資料）12/熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制

12/11/202276熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制12/10/202276第三節(jié)氣敏電阻

氣敏電阻品種繁多，主要有可測(cè)量還原性氣體和測(cè)量氧氣濃度的兩大類(lèi)。

氣敏電阻可以把某種氣體的成分、濃度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電阻變化量，再轉(zhuǎn)換為電流、電壓信號(hào)。

12/11/202277第三節(jié)氣敏電阻氣敏電阻品種繁多一、還原性氣體傳感器

在化學(xué)反應(yīng)中，還原性氣體是給出電子還是得到電子？

還原性氣體多數(shù)屬于可燃性氣體，例如石油蒸氣、酒精蒸氣、甲烷、乙烷、煤氣、天然氣、氫氣等。測(cè)量還原性氣體的氣敏電阻一般是用SnO2、ZnO或Fe2O3等金屬氧化物粉料燒結(jié)而成的半導(dǎo)體器件。

12/11/202278一、還原性氣體傳感器在化學(xué)反應(yīng)中，還原性氣體MQN型氣敏電阻結(jié)構(gòu)及測(cè)量電路a）氣敏燒結(jié)體b）氣敏電阻外形c）基本測(cè)量電路

1—引腳2—塑料底座3—燒結(jié)體4—不銹鋼網(wǎng)罩5—加熱電極6—工作電極7—加熱電源8—測(cè)量電源

12/11/202279MQN型氣敏電阻結(jié)構(gòu)及測(cè)量電路a）氣敏燒結(jié)體12/10/MQN型氣敏半導(dǎo)體器件的燒結(jié)體中，有兩組鉑絲。一組鉑絲為測(cè)量電極，另一組（上圖中的左邊鉑絲）為加熱電極兼測(cè)量電極。

氣敏電阻工作時(shí)必須加熱到200300℃，其目的是加速被測(cè)氣體的化學(xué)吸附和電離的過(guò)程并燒去氣敏電阻表面的污物（起清潔作用）。

12/11/202280MQN型氣敏半導(dǎo)體器件的燒結(jié)體中，有兩組鉑絲氣敏電阻外形

酒精傳感器其他可燃性氣體傳感器12/11/202281氣敏電阻外形酒精傳感器其他可燃性氣體傳感器12/10酒精測(cè)試儀呼氣管12/11/202282酒精測(cè)試儀呼氣管12/10/202282氣敏電阻的選擇性12/11/202283氣敏電阻的選擇性12/10/202283

氣敏半導(dǎo)體的靈敏度特性曲線(xiàn)觀察右圖這些曲線(xiàn)，有何特點(diǎn)？可以得出哪些啟示？請(qǐng)說(shuō)明非線(xiàn)性特性對(duì)濃度超限報(bào)警是否有利，為什么？12/11/202284氣敏半導(dǎo)體的靈敏度特性曲線(xiàn)觀家庭用煤氣報(bào)警器12/11/202285家庭用煤氣報(bào)警器12/10/202285家庭用液化氣報(bào)警器12/11/202286家庭用液化氣報(bào)警器12/10/202286一氧化碳傳感器12/11/202287一氧化碳傳感器12/10/202287其他氣體傳感器NH3傳感器煤礦瓦斯報(bào)警器12/11/202288其他氣體傳感器NH3傳感器煤礦瓦斯報(bào)警器12/10/2022二、二氧化鈦氧濃度傳感器

半導(dǎo)體材料二氧化鈦（TiO2）屬于N型半導(dǎo)體，對(duì)氧氣十分敏感。其電阻值的大小取決于周?chē)h(huán)境的氧氣濃度。當(dāng)周?chē)鯕鉂舛容^大時(shí)，氧原子進(jìn)入二氧化鈦晶格，改變了半導(dǎo)體的電阻率，使其電阻值增大。

用于汽車(chē)或燃燒爐排放氣體中的氧濃度傳感器結(jié)構(gòu)圖及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路。二氧化鈦氣敏電阻與補(bǔ)償熱敏電阻同處于陶瓷絕緣體的末端。當(dāng)氧氣含量減小時(shí)，RTiO2的阻值減小，Uo增大。

與TiO2氣敏電阻串聯(lián)的熱敏電阻Rt

起溫度補(bǔ)償作用。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，TiO2氣敏電阻的阻值會(huì)逐漸減小，只要Rt也以同樣的比例減小，根據(jù)分壓比定律，Uo不受溫度影響，減小了測(cè)量誤差。

12/11/202289二、二氧化鈦氧濃度傳感器半導(dǎo)體材料二氧化鈦（TTiO2氧濃度傳感器結(jié)構(gòu)及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路a）結(jié)構(gòu)b）測(cè)量轉(zhuǎn)換電路

1－外殼（接地）2－安裝螺栓3－搭鐵線(xiàn)4－保護(hù)管5—補(bǔ)償電阻6－陶瓷片7－TiO2氧敏電阻8－進(jìn)氣口9－引腳

12/11/202290TiO2氧濃度傳感器結(jié)構(gòu)及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路a）結(jié)構(gòu)氧濃度傳感器外形

可用于汽車(chē)尾氣測(cè)量12/11/202291氧濃度傳感器外形可用于汽車(chē)尾氣測(cè)量12/10/202291汽車(chē)尾氣分析12/11/202292汽車(chē)尾氣分析12/10/202292有毒氣體傳感器的使用12/11/202293有毒氣體傳感器的使用12/10/202293第四節(jié)濕敏電阻

絕對(duì)濕度：是指大氣中水汽的密度，即每一立方米大氣中所含水汽的質(zhì)量(克數(shù))。

相對(duì)濕度（RH％）：是大氣中實(shí)有水汽壓與當(dāng)時(shí)溫度下飽和水汽壓的百分比，是日常生活中常用來(lái)表示濕度大小的方法。當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)100%時(shí)，稱(chēng)飽和狀態(tài)。

濕敏電阻的原理：水分子極易吸附于固體表面并滲透到固體內(nèi)部，引起半導(dǎo)體的電阻值降低，因此可以利用多孔陶瓷、三氧化二鋁等吸濕材料制作濕敏電阻。

12/11/202294第四節(jié)濕敏電阻絕對(duì)濕度：是指大氣中水濕度傳感器的分類(lèi)

12/11/202295濕度傳感器的分類(lèi)12/10/202295濕度對(duì)電子元件的影響

當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度增大時(shí)，物體表面就會(huì)附著一層水膜，并滲入材料內(nèi)部。這不僅降低了絕緣強(qiáng)度，還會(huì)造成漏電、擊穿和短路現(xiàn)象；潮濕還會(huì)加速金屬材料的腐蝕并引起有機(jī)材料的霉?fàn)€。12/11/202296濕度對(duì)電子元件的影響當(dāng)環(huán)境的相露點(diǎn)

降低溫度會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。露點(diǎn)與農(nóng)作物的生長(zhǎng)有很大關(guān)系，結(jié)露也嚴(yán)重影響電子儀器的正常工作，必須予以注意。

測(cè)量露點(diǎn)的儀器12/11/202297露點(diǎn)降低溫度會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。露點(diǎn)與農(nóng)作物露點(diǎn)傳感器外形

12/11/202298露點(diǎn)傳感器外形12/10/202298電子式溫濕度計(jì)12/11/202299電子式溫濕度計(jì)12/10/202299機(jī)械式、電子式溫濕度計(jì)對(duì)比12/11/2022100機(jī)械式、電子式溫濕度計(jì)對(duì)比12/10/2022100陶瓷濕度傳感器特性曲線(xiàn)

陶瓷濕度傳感器特性曲線(xiàn)采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)有何意義？其電阻率變化約有多少個(gè)數(shù)量級(jí)？溫度升高，靈敏度如何變化？12/11/2022101陶瓷濕度傳感器特性曲線(xiàn)陶瓷濕度傳感器第五節(jié)磁敏電阻

半導(dǎo)體材料的電阻率隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增強(qiáng)而變大，這種現(xiàn)象稱(chēng)為磁阻效應(yīng)，利用磁阻效應(yīng)制成的元件稱(chēng)為磁敏電阻。

a）未受磁場(chǎng)影響時(shí)的電流分布b）受洛化茲力時(shí)的電流分布c）圖形符號(hào)12/11/2022102第五節(jié)磁敏電阻半導(dǎo)體材料的電阻率磁敏傳感器外形

12/11/2022103磁敏傳感器外形12/10/2022103二、磁敏電阻的參數(shù)和特性1．磁阻特性

12/11/2022104二、磁敏電阻的參數(shù)和特性1．磁阻特性第五節(jié)磁敏電阻

2．溫度補(bǔ)償

12/11/2022105第五節(jié)磁敏電阻2．溫度補(bǔ)償1三、磁敏電阻的應(yīng)用

1．?dāng)?shù)字高斯計(jì)12/11/2022106三、磁敏電阻的應(yīng)用1．?dāng)?shù)字高斯計(jì)12/10/20222．磁阻IC用于轉(zhuǎn)速測(cè)量n＝60(f/z)12/11/20221072．磁阻IC用于轉(zhuǎn)速測(cè)量n＝60(f/z)12/10/202磁阻IC用于轉(zhuǎn)速測(cè)量磁力線(xiàn)集中磁力線(xiàn)分散12/11/2022108磁阻IC用于轉(zhuǎn)速測(cè)量磁力線(xiàn)集中磁力線(xiàn)分散12/10/202磁敏電阻的應(yīng)用磁敏電阻可用于測(cè)量地球磁場(chǎng)的方向及強(qiáng)度的變化。指南針只能指示地球磁場(chǎng)的方向。12/11/2022109磁敏電阻的應(yīng)用磁敏電阻可用于測(cè)量地球磁場(chǎng)的方向及強(qiáng)磁阻式電子羅盤(pán)12/11/2022110磁阻式電子羅盤(pán)12/10/2022110磁敏電阻IC及其應(yīng)用線(xiàn)性磁阻位置傳感器12/11/2022111磁敏電阻IC及其應(yīng)用線(xiàn)性磁阻位置傳感器12/10/2022磁敏電阻的應(yīng)用

根據(jù)鐵磁物體對(duì)地磁的擾動(dòng)，可檢測(cè)車(chē)輛的存在，可用于包括自動(dòng)開(kāi)門(mén)，路況監(jiān)測(cè)，停車(chē)場(chǎng)檢測(cè)，車(chē)輛位置監(jiān)測(cè)，紅綠燈控制等。

12/11/2022112磁敏電阻的應(yīng)用根據(jù)鐵磁物體對(duì)地磁的利用磁敏電阻制作小型探礦儀（磁力儀）磁敏電阻（聚四氟乙烯封裝）磁力探礦儀的使用12/11/2022113利用磁敏電阻制作小型探礦儀（磁力儀）磁敏電阻磁力磁阻IC用于筆式驗(yàn)鈔器驗(yàn)鈔筆順著紙幣上的磁性防偽線(xiàn)掃描12/11/2022114磁阻IC用于筆式驗(yàn)鈔器驗(yàn)鈔筆順著紙幣上的磁性防偽線(xiàn)掃描1第二章電阻傳感器

本章學(xué)習(xí)電阻式傳感器的原理及應(yīng)用，包括：電阻應(yīng)變片、測(cè)溫?zé)犭娮琛饷綦娮?、濕敏電阻及磁敏電阻、電位器等?2/11/2022115第二章電阻傳感器

本章學(xué)習(xí)電阻式傳感器的原第一節(jié)電阻應(yīng)變傳感器

導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變傳感器主要由電阻應(yīng)變片及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路等組成。12/11/2022116第一節(jié)電阻應(yīng)變傳感器一、應(yīng)變?cè)硌菔?/p>

金屬絲受拉時(shí)，l變長(zhǎng)、r變小，導(dǎo)致R變大。12/11/2022117一、應(yīng)變?cè)硌菔窘饘俳z受拉時(shí)，l變長(zhǎng)、r變小，導(dǎo)致R變大。二、應(yīng)變片的工作原理

設(shè)有一長(zhǎng)度為、截面積為A、半徑為r、電阻率為的金屬單絲，它的電阻值R可表示為

K—電阻應(yīng)變片的靈敏度當(dāng)沿金屬絲的長(zhǎng)度方向作用均勻拉力（或壓力）時(shí)，上式中、r、l都將發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電阻值R發(fā)生變化。當(dāng)金屬絲受拉時(shí)，l將變長(zhǎng)、r變小，均導(dǎo)致R變大；某些半導(dǎo)體受拉時(shí)，將變大，導(dǎo)致R變大。電阻絲及應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化量R

R與材料力學(xué)中的軸向應(yīng)變x的關(guān)系在很大范圍內(nèi)是線(xiàn)性的，即

12/11/2022118二、應(yīng)變片的工作原理設(shè)有一長(zhǎng)度為微應(yīng)變(με)

對(duì)于不同的金屬材料，K略微不同，一般為2左右。而對(duì)半導(dǎo)體材料而言，由于其感受到應(yīng)變時(shí)，電阻率會(huì)產(chǎn)生很大的變化，所以靈敏度比金屬材料大幾十倍。在材料力學(xué)中，x=l/l稱(chēng)為電阻絲的軸向應(yīng)變，也稱(chēng)縱向應(yīng)變。

x通常很小。例如，當(dāng)x為0.000001（10-6）時(shí)，在工程中常表示為1m/m或1微應(yīng)變(1με)。對(duì)金屬材料而言，當(dāng)它受力之后所產(chǎn)生的軸向應(yīng)變最好不要大于110-3，即1000m/m，否則有可能超過(guò)材料的極限強(qiáng)度而導(dǎo)致非線(xiàn)性或斷裂。

12/11/2022119微應(yīng)變(με)對(duì)于不同的金屬材料，K略微不同應(yīng)變片用于測(cè)量力F的計(jì)算公式由材料力學(xué)可知，x=F/(AE)，所以R/R又可表示為

如果應(yīng)變片的靈敏度K和試件的橫截面積A以及彈性模量Ｅ均為已知，則只要設(shè)法測(cè)出R/R的數(shù)值，即可獲知試件受力Ｆ的大小，可用于電子秤的稱(chēng)重等。12/11/2022120應(yīng)變片用于測(cè)量力F的計(jì)算公式由材料力二、應(yīng)變片的種類(lèi)與結(jié)構(gòu)應(yīng)變片可分為金屬應(yīng)變片及半導(dǎo)體應(yīng)變片兩大類(lèi)。金屬絲式應(yīng)變片蠕變較大，金屬絲易脫膠，逐漸被箔式所取代。但金屬絲式應(yīng)變片價(jià)格便宜，多用于大批量、一次性試驗(yàn)。箔式應(yīng)變片中的箔柵是金屬箔通過(guò)光刻、腐蝕等工藝制成的。箔式應(yīng)變片與片基的接觸面積大得多，散熱條件較好，在長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量時(shí)的蠕變較小，一致性較好，目前廣泛用于各種應(yīng)變式傳感器中。12/11/2022121二、應(yīng)變片的種類(lèi)與結(jié)構(gòu)應(yīng)變片可分為金屬應(yīng)變片及半金屬絲式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)12/11/2022122金屬絲式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)12/10/20228半導(dǎo)體應(yīng)變片半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高；缺點(diǎn)是：靈敏度的一致性差、溫漂大、電阻與應(yīng)變間非線(xiàn)性嚴(yán)重。在使用時(shí)，需采用溫度補(bǔ)償及非線(xiàn)性補(bǔ)償措施。

12/11/2022123半導(dǎo)體應(yīng)變片半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏箔式應(yīng)變片的外形12/11/2022124箔式應(yīng)變片的外形12/10/202210應(yīng)變片主要性能指標(biāo)舉例上表中，哪幾個(gè)型號(hào)是半導(dǎo)體應(yīng)變片？依據(jù)是什么？

12/11/2022125應(yīng)變片主要性能指標(biāo)舉例上表中，哪幾個(gè)型號(hào)是半導(dǎo)體應(yīng)變片的粘貼：

1.去污：采用手持砂輪工具除去構(gòu)件表面的油污、漆、銹斑等，并用細(xì)紗布交叉打磨出細(xì)紋以增加粘貼力，用浸有酒精或丙酮的紗布片或脫脂棉球擦洗。

12/11/2022126應(yīng)變片的粘貼：

1.去污：采用手持砂輪工具

2.貼片：在應(yīng)變片的表面和處理過(guò)的粘貼表面上，各涂一層均勻的粘貼膠，用鑷子將應(yīng)變片放上去，并調(diào)好位置，然后蓋上塑料薄膜，用手指揉和滾壓，排出下面的氣泡。12/11/2022127

2.貼片：在應(yīng)變片的表面和處理過(guò)3.測(cè)量：從分開(kāi)的端子處，預(yù)先用萬(wàn)用表測(cè)量應(yīng)變片的電阻，發(fā)現(xiàn)端子折斷和壞的應(yīng)變片。12/11/20221283.測(cè)量：從分開(kāi)的端子處，預(yù)先用萬(wàn)

4.焊接：

將引線(xiàn)和端子用烙鐵焊接起來(lái)，注意不要把端子扯斷。

12/11/20221294.焊接：

將引線(xiàn)和端子

5.固定：焊接后用膠布將引線(xiàn)和被測(cè)對(duì)象固定在一起，防止損壞引線(xiàn)和應(yīng)變片。

12/11/20221305.固定：焊接后用膠布將引線(xiàn)和被測(cè)對(duì)象固定在三、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋

金屬應(yīng)變片的電阻變化范圍很小，如果直接用歐姆表測(cè)量其電阻值的變化將十分困難，且誤差很大。例：金屬箔式應(yīng)變片的標(biāo)稱(chēng)阻值R0為100，靈敏度K=2，粘貼在橫截面積為9.8mm2的鋼質(zhì)圓柱體上，鋼的彈性模量E=21011N/m2，所受拉力F=0.2t，受拉后應(yīng)變片的阻值R的變化量?jī)H為0.2。

所以必須使用不平衡電橋來(lái)測(cè)量這一微小的變化量，將R/R轉(zhuǎn)換為輸出電壓Uo。

12/11/2022131三、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋金屬應(yīng)變片的電阻變化三、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋

由電工學(xué)知識(shí)可知：若橋路4個(gè)橋臂相鄰電阻的電阻值變化趨勢(shì)相反，橋路的輸出電壓反而相互疊加。12/11/2022132三、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋由電工學(xué)12/10/2022電橋平衡的條件：R1/R2=R4/R3

調(diào)節(jié)RP

，最終可以使R1/R2=R4/R3（R1、R2是R1、R2并聯(lián)RP后的等效電阻），電橋趨于平衡，Uo被預(yù)調(diào)到零位，這一過(guò)程稱(chēng)為調(diào)零。圖中的R5是用于減小調(diào)節(jié)范圍的限流電阻。

12/11/2022133電橋平衡的條件：R1/R2=R4/R3

單臂電橋單臂半橋的靈敏度最低。計(jì)算公式12/11/2022134單臂電橋單臂半橋的計(jì)算公式12/10/202220雙臂電橋

R1、R2為應(yīng)變片，

R3、R4為固定電阻。應(yīng)變片R1、R2感受到的應(yīng)變1、2以及產(chǎn)生的電阻增量正負(fù)號(hào)相間，可以使輸出電壓Uo成倍地增大。計(jì)算公式12/11/2022135雙臂電橋R1、R2為應(yīng)變片四臂全橋

全橋的四個(gè)橋臂都為應(yīng)變片，如果設(shè)法使試件受力后，應(yīng)變片R1~

R4產(chǎn)生的電阻增量（或感受到的應(yīng)變1~4）正負(fù)號(hào)相間，就可以使輸出電壓Uo成倍地增大。

上述三種工作方式中，哪一種靈敏度最高?哪一種靈敏度最低?

計(jì)算公式12/11/2022136四臂全橋全橋的四個(gè)橋臂都為應(yīng)變片，如果設(shè)法使全橋的溫度補(bǔ)償原理

當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，橋臂上的應(yīng)變片溫度同時(shí)升高，溫度引起的電阻值漂移數(shù)值一致，可以相互抵消，所以全橋的溫漂最?。徽?qǐng)說(shuō)出半橋克服溫漂的原理！采用全橋（或雙臂半橋）能實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償。12/11/2022137全橋的溫度補(bǔ)償原理當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，橋臂上的四、應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)用

電阻應(yīng)變片的應(yīng)用可分為兩大類(lèi)：第一類(lèi)是將應(yīng)變片粘貼于某些彈性體上，并將其接到測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，這樣就構(gòu)成測(cè)量各種物理量的專(zhuān)用應(yīng)變式傳感器。應(yīng)變式傳感器中，敏感元件一般為各種彈性體。傳感元件就是應(yīng)變片，測(cè)量轉(zhuǎn)換電路一般為橋路；

第二類(lèi)是將應(yīng)變片貼于被測(cè)試件上，然后將其接到應(yīng)變儀上就可直接從應(yīng)變儀上讀取被測(cè)試件的應(yīng)變量。

12/11/2022138四、應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)用電阻應(yīng)變片的應(yīng)用可分為兩大類(lèi)應(yīng)變式力傳感器

S型力傳感器

FFFF12/11/2022139應(yīng)變式力傳感器S型力傳感器FFFF12/10/2022各種懸臂梁

12/11/2022140各種懸臂梁12/10/202226各種懸臂梁

FF固定點(diǎn)固定點(diǎn)電纜12/11/2022141各種懸臂梁FF固定點(diǎn)固定點(diǎn)電纜12/10/202227應(yīng)變片在懸臂梁上的粘貼及變形

12/11/2022142應(yīng)變片在懸臂梁上的粘貼及變形12/10/202228應(yīng)變式荷重傳感器的外形及應(yīng)變片的粘貼位置FR1R2R412/11/2022143應(yīng)變式荷重傳感器的外形及應(yīng)變片的粘貼位置FR1R2R4應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF12/11/2022144應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF12/10/2022應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF12/11/2022145應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù)）FF12/10/2022荷重傳感器原理演示貼在荷重傳感器表面的應(yīng)變片在向下力的作用下產(chǎn)生變形。軸向變短，徑向變長(zhǎng)。12/11/2022146荷重傳感器原理演示貼在荷重傳感器表面汽車(chē)衡測(cè)量裝貨量或判斷超載12/11/2022147汽車(chē)衡測(cè)量裝貨量或12/10/202233汽車(chē)衡稱(chēng)重系統(tǒng)（參考北京遠(yuǎn)亞興業(yè)商貿(mào)有限公司資料）12/11/2022148汽車(chē)衡稱(chēng)重系統(tǒng)（參考北京遠(yuǎn)亞興業(yè)商貿(mào)有限公司資料）12/1荷重傳感器計(jì)算公式

當(dāng)KF為常數(shù)時(shí)，橋路所加的激勵(lì)源電壓Ui越高，滿(mǎn)量程輸出電壓Uom也越高。思考：綜合考慮靈敏度與功耗、發(fā)熱等因數(shù)，Ui的取值范圍多少為好？12/11/2022149荷重傳感器計(jì)算公式當(dāng)KF為常數(shù)時(shí)，荷重傳感器應(yīng)用估算

例現(xiàn)用某荷重傳感器稱(chēng)重。當(dāng)橋路電壓Ui為6V時(shí)，測(cè)得橋路的輸出電壓Uo為8mV，求被測(cè)荷重為多少?lài)崱＝?/p>

從該荷重傳感器銘牌上得到Fm=100103N，KF=2mV/V，可計(jì)算得到Uom=12mV。根據(jù)上述公式計(jì)算得被測(cè)荷重：12/11/2022150荷重傳感器應(yīng)用估算例現(xiàn)用某荷重傳感器稱(chēng)荷重傳感器用于構(gòu)件的稱(chēng)重

荷重傳感器（共3個(gè)，120度分布，以達(dá)到均衡目的，另兩個(gè)未拍出）底座墊塊電纜12/11/2022151荷重傳感器用于構(gòu)件的稱(chēng)重荷重傳感器底座墊塊電纜12/10/電子秤

磅秤超市打印秤遠(yuǎn)距離顯示12/11/2022152電子秤磅秤超市打印秤遠(yuǎn)距離顯示12/10/202238電子天平電子天平的精度可達(dá)十萬(wàn)分之一12/11/2022153電子天平電子天平的精度可達(dá)十萬(wàn)分之一12/10/202239應(yīng)變式數(shù)顯扭矩扳手?jǐn)?shù)顯扳手可用于汽車(chē)、摩托車(chē)、飛機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、機(jī)械制造和家用電器等領(lǐng)域，準(zhǔn)確控制緊固螺栓的裝配扭矩。量程2~500N·m，耗電量≤10mA，有公制/英制單位轉(zhuǎn)換、峰值保持、自動(dòng)斷電等功能。12/11/2022154應(yīng)變式數(shù)顯扭矩扳手?jǐn)?shù)顯扳手可用于汽車(chē)、摩托車(chē)應(yīng)變式數(shù)顯扭矩扳手（續(xù)）12/11/2022155應(yīng)變式數(shù)顯扭矩扳手（續(xù)）12/10/202241壓阻式固態(tài)壓力傳感器

利用擴(kuò)散工藝制作的四個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變電阻處于同一硅片上，工藝一致性好，靈敏度相等，漂移抵消，遲滯、蠕變非常小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。

12/11/2022156壓阻式固態(tài)壓力傳感器

利用擴(kuò)散工藝制作壓阻式固態(tài)壓力傳感器的隔離、承壓膜片隔離、承壓膜片可以將腐蝕性的氣體、液體與硅膜片隔離開(kāi)來(lái)。

12/11/2022157壓阻式固態(tài)壓力傳感器的隔離、承壓膜片小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器高壓進(jìn)氣口低壓進(jìn)氣口12/11/2022158小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器高壓進(jìn)氣口低壓進(jìn)氣口12/10/20小型壓阻式固態(tài)差壓傳感器（續(xù)）可用于呼吸、透析和注射泵等設(shè)備p1進(jìn)氣管p2進(jìn)氣管電纜引出12/11/2022159小型壓阻式固態(tài)差壓傳感器（續(xù)）可用于呼吸、透析和注射泵等設(shè)備小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器（續(xù)）表壓壓力傳感器p1進(jìn)氣管12/11/2022160小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器（續(xù)）表壓壓力傳感器p1進(jìn)氣管12/汽車(chē)子午線(xiàn)輪胎胎壓的測(cè)量子午線(xiàn)輪胎汽車(chē)胎壓傳感器的安裝12/11/2022161汽車(chē)子午線(xiàn)輪胎胎壓的測(cè)量子午線(xiàn)輪胎汽車(chē)胎壓傳感器12/10/投入式液位計(jì)

壓阻式固態(tài)壓力傳感器的p1進(jìn)氣孔用柔性不銹鋼隔離膜片隔離，并用硅油傳導(dǎo)壓力。硅杯不與液體相通，耐腐蝕。

12/11/2022162投入式液位計(jì)壓阻式固態(tài)壓力傳感器的p1進(jìn)氣孔用投入式液位計(jì)外形（續(xù)）壓阻式固態(tài)壓力傳感器

與水位成正比的光柱

橡膠背壓管

進(jìn)水孔12/11/2022163投入式液位計(jì)外形（續(xù)）壓阻式固態(tài)壓力傳感器與水位成正投入式液位傳感器

投入式液位傳感器必須使用安裝支架，適應(yīng)于深度為幾米至幾十米，且混有大量污物、雜質(zhì)的水或其他液體的液位測(cè)量。12/11/2022164投入式液位傳感器投入式液位傳感器必須使用安裝支投入式液位計(jì)液位的計(jì)算：

安裝高度h0處水的表壓

p1=gh1

所以：

h=h0+h1=h0+p1/（g）

例：液位計(jì)安裝高度為1m，測(cè)得壓力為98kPa，求水的深度h。12/11/2022165投入式液位計(jì)液位的計(jì)算：

安裝高度h0處水的表壓材料應(yīng)變的測(cè)量斜拉橋上的斜拉繩應(yīng)變測(cè)試

12/11/2022166材料應(yīng)變的測(cè)量斜拉橋上的斜拉繩應(yīng)變測(cè)試12/10/20225材料應(yīng)變的測(cè)量（續(xù)）預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量檢驗(yàn)：工作人員正在貼應(yīng)變片

應(yīng)變片粘貼在管樁上，引出線(xiàn)應(yīng)良好固定12/11/2022167材料應(yīng)變的測(cè)量（續(xù)）預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量檢驗(yàn)：應(yīng)變片粘貼在管樁上第二節(jié)測(cè)溫?zé)犭娮鑲鞲衅?/p>

一、金屬熱電阻

溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加，我們稱(chēng)其為正溫度系數(shù)，即電阻值與溫度的變化趨勢(shì)相同。測(cè)溫?zé)犭娮杩煞譃榻饘俸桶雽?dǎo)體兩大類(lèi)。12/11/2022168第二節(jié)測(cè)溫?zé)犭娮鑲鞲衅饕?、金屬熱電?/p>

取一只100W/220V燈泡，用萬(wàn)用表測(cè)量其電阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計(jì)算得到的額定熱態(tài)電阻值應(yīng)為484。

請(qǐng)說(shuō)明鎢絲的溫度系數(shù)的正負(fù)。

12/11/2022169取一只100W/220V燈泡，用萬(wàn)用表易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻

請(qǐng)?zhí)暨x適合于制作熱電阻的金屬材料12/11/2022170易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻請(qǐng)?zhí)暨x適合于制作金屬熱電阻材料的主要技術(shù)性能

12/11/2022171金屬熱電阻材料的主要技術(shù)性能12/10/202257薄膜式及裝配式鉑熱電阻

12/11/2022172薄膜式及裝配式鉑熱電阻12/10/202258小型鉑熱電阻

12/11/2022173小型鉑熱電阻12/10/202259防爆型鉑熱電阻

堅(jiān)實(shí)的外殼起“隔爆”作用12/11/2022174防爆型鉑熱電阻堅(jiān)實(shí)的外殼起“隔爆”作用12/10/20226汽車(chē)用水溫傳感器及水溫表

銅熱電阻12/11/2022175汽車(chē)用水溫傳感器及水溫表銅熱電阻12/10/202261學(xué)習(xí)查“鉑熱電阻分度表”1.Pt100在40℃時(shí)為多少歐？2.鉑熱電阻是否線(xiàn)性？12/11/2022176學(xué)習(xí)查“鉑熱電阻分度表”1.Pt100在40℃時(shí)為多少歐二、熱敏電阻

熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）和正溫度系數(shù)（PTC）之分。NTC又可分為兩大類(lèi)：第一類(lèi)的電阻值與溫度之間呈嚴(yán)格的負(fù)指數(shù)關(guān)系，因此可用于測(cè)量溫度：第二類(lèi)為突變型（CTR）。當(dāng)溫度上升到某臨界點(diǎn)時(shí)，其電阻值突然下降，可用于控制溫度。12/11/2022177二、熱敏電阻熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)（N熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)

a）圓片型熱敏電阻b）柱型熱敏電阻c）珠型熱敏電阻d）鎧裝型e）厚膜型f）圖形符號(hào)1—熱敏電阻2—玻璃外殼3—引出線(xiàn)4—紫銅外殼5—傳熱安裝孔

12/11/2022178熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)a）圓片型熱敏電阻b）柱型熱PTC熱敏電阻

PTC熱敏電阻屬于臨界溫度型（CTR）。當(dāng)溫度上升到某臨界點(diǎn)時(shí)，其電阻值突然下降，可用于各種電子電路中抑制浪涌電流。大功率PTC還可用作暖風(fēng)機(jī)中的加熱元件。恒溫加熱PTC熱敏電阻12/11/2022179PTC熱敏電阻PTC熱敏電阻屬于臨下圖所示的恒溫加熱PTC熱敏電阻的溫度將恒定在多少度范圍？為什么？加熱電流約為多少A？將暖風(fēng)機(jī)的“風(fēng)量”加大后，PTC的溫度為什么不會(huì)下降？加熱功率如何變化？12/11/2022180下圖所示的恒溫加熱PTC熱敏電阻的溫度將恒定在多少度范圍？為下圖所示的四根曲線(xiàn)分別為哪一種熱敏電阻？12/11/2022181下圖所示的四根曲線(xiàn)分別為哪一種熱敏電阻？12/10/2022熱敏電阻外形

MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻12/11/2022182熱敏電阻外形MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑其他形式的熱敏電阻

玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58型熱敏電阻12/11/2022183其他形式的熱敏電阻玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58其他形式的熱敏電阻

帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻12/11/2022184其他形式的熱敏電阻帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻1其他形式的熱敏電阻（續(xù)）

貼片式NTC熱敏電阻12/11/2022185其他形式的熱敏電阻（續(xù)）貼片式NTC熱敏電阻12/熱敏電阻溫度面板表

熱敏電阻

LCD12/11/2022186熱敏電阻溫度面板表熱敏電阻LCD12/10/202272熱敏電阻體溫表

12/11/2022187熱敏電阻體溫表12/10/202273熱敏電阻體溫表的調(diào)試、標(biāo)定方法

調(diào)試時(shí)，應(yīng)該先調(diào)哪一只電位器，再調(diào)哪一只電位器？如何檢驗(yàn)表面刻度中其他各點(diǎn)是否準(zhǔn)確？具體步驟如何進(jìn)行？

12/11/2022188熱敏電阻體溫表的調(diào)試、標(biāo)定方法調(diào)試時(shí)，應(yīng)該先調(diào)熱敏電阻用于CPU的溫度測(cè)量

（參考小熊在線(xiàn)公司資料）12/11/2022189熱敏電阻用于CPU的溫度測(cè)量（參考小熊在線(xiàn)公司資料）12/熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制

12/11/2022190熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制12/10/202276第三節(jié)氣敏電阻

氣敏電阻品種繁多，主要有可測(cè)量還原性氣體和測(cè)量氧氣濃度的兩大類(lèi)。

氣敏電阻可以把某種氣體的成分、濃度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電阻變化量，再轉(zhuǎn)換為電流、電壓信號(hào)。

12/11/2022191第三節(jié)氣敏電阻氣敏電阻品種繁多一、還原性氣體傳感器

在化學(xué)反應(yīng)中，還原性氣體是給出電子還是得到電子？

還原性氣體多數(shù)屬于可燃性氣體，例如石油蒸氣、酒精蒸氣、甲烷、乙烷、煤氣、天然氣、氫氣等。測(cè)量還原性氣體的氣敏電阻一般是用SnO2、ZnO或Fe2O3等金屬氧化物粉料燒結(jié)而成的半導(dǎo)體器件。

12/11/2022192一、還原性氣體傳感器在化學(xué)反應(yīng)中，還原性氣體MQN型氣敏電阻結(jié)構(gòu)及測(cè)量電路a）氣敏燒結(jié)體b）氣敏電阻外形c）基本測(cè)量電路

1—引腳2—塑料底座3—燒結(jié)體4—不銹鋼網(wǎng)罩5—加熱電極6—工作電極7—加熱電源8—測(cè)量電源

12/11/2022193MQN型氣敏電阻結(jié)構(gòu)及測(cè)量電路a）氣敏燒結(jié)體12/10/MQN型氣敏半導(dǎo)體器件的燒結(jié)體中，有兩組鉑絲。一組鉑絲為測(cè)量電極，另一組（上圖中的左邊鉑絲）為加熱電極兼測(cè)量電極。

氣敏電阻工作時(shí)必須加熱到200300℃，其目的是加速被測(cè)氣體的化學(xué)吸附和電離的過(guò)程并燒去氣敏電阻表面的污物（起清潔作用）。

12/11/2022194MQN型氣敏半導(dǎo)體器件的燒結(jié)體中，有兩組鉑絲氣敏電阻外形

酒精傳感器其他可燃性氣體傳感器12/11/2022195氣敏電阻外形酒精傳感器其他可燃性氣體傳感器12/10酒精測(cè)試儀呼氣管12/11/2022196酒精測(cè)試儀呼氣管12/10/202282氣敏電阻的選擇性12/11/2022197氣敏電阻的選擇性12/10/202283

氣敏半導(dǎo)體的靈敏度特性曲線(xiàn)觀察右圖這些曲線(xiàn)，有何特點(diǎn)？可以得出哪些啟示？請(qǐng)說(shuō)明非線(xiàn)性特性對(duì)濃度超限報(bào)警是否有利，為什么？12/11/2022198氣敏半導(dǎo)體的靈敏度特性曲線(xiàn)觀家庭用煤氣報(bào)警器12/11/2022199家庭用煤氣報(bào)警器12/10/202285家庭用液化氣報(bào)警器12/11/2022200家庭用液化氣報(bào)警器12/10/202286一氧化碳傳感器12/11/2022201一氧化碳傳感器12/10/202287其他氣體傳感器NH3傳感器煤礦瓦斯報(bào)警器12/11/2022202其他氣體傳感器NH3傳感器煤礦瓦斯報(bào)警器12/10/2022二、二氧化鈦氧濃度傳感器

半導(dǎo)體材料二氧化鈦（TiO2）屬于N型半導(dǎo)體，對(duì)氧氣十分敏感。其電阻值的大小取決于周?chē)h(huán)境的氧氣濃度。當(dāng)周?chē)鯕鉂舛容^大時(shí)，氧原子進(jìn)入二氧化鈦晶格，改變了半導(dǎo)體的電阻率，使其電阻