第二章第一节电阻式传感器.ppt

利用扩散工艺制作的四个半导体应变电阻处于同一硅片上，工艺一致性好。 4.2 电阻式传感器 压阻式 压力传感器 内部结构 信号处理电路 高压进气口 低压进气口 小型压阻式固态压力传感器 投入式液位计外形 压阻式压力传感器 光柱 显示器 橡胶 背压管 h=h0+h1=h0+p1 /（?g） 4 气敏电阻传感器 使用气敏电阻传感器（以下简称气敏电阻），可以把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量，再转换为电流、电压信号。 还原性气体传感器 所谓还原性气体就是在化学反应中能给出电子，化学价升高的气体。还原性气体多数属于可燃性气体，例如石油蒸气、酒精蒸气、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等。 测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO2、ZnO或Fe2O3等金属氧化物粉料添加少量铂催化剂、激活剂及其它添加剂，按一定比例烧结而成的半导体器件。 a）气敏烧结体 b）气敏电阻外形 c）基本测量转换电路 1—引脚 2—塑料底座 3—烧结体 4—不锈钢网罩 5—加热电极 6—工作电极 7—加热回路电源 8—测量回路电源 MQN型气敏半导体器件是由塑料底座、电极引线、不锈钢网罩、气敏烧结体以及包裹在烧结体中的两组铂丝组成。一组铂丝为工作电极，另一组（图中的左边铂丝）为加热电极兼工作电极。 气敏电阻工作时必须加热到200?300℃，其目的是加速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏电阻表面的污物（起清洁作用）。 气敏电阻外形 酒精传感器 其他可燃性气体传感器 酒精测试仪 呼气管 家庭用液化气报警器 烟雾报警器 一氧化碳传感器 家庭用煤气报警器 5 湿敏电阻传感器 绝对湿度：是指大气中水汽的密度，即每一立方米大气中所含水汽的质量(克数)。 　　 相对湿度：是大气中实有水汽压与当时温度下饱和水汽压的百分比，是日常生活中常用来表示湿度大小的方法。当相对湿度达100%时，称饱和状态。 湿敏电阻的原理：水是一种强极性的电解质。水分子极易吸附于固体表面并渗透到固体内部，引起半导体的电阻值降低，因此可以利用多孔陶瓷、三氧化二铝等吸湿材料制作湿敏电阻。 湿度传感器的分类 电子湿度计模块 封装后的外形 电子相对湿度仪表的标定仪器 干湿球湿度计外形及原理 干球 湿球 4.2 电阻式传感器 用干湿球湿度计测量相对湿度的原理 上页中，左边的玻璃温度计（湿球）用湿棉球包裹，并浸没在水槽里。湿棉球由于水份蒸发，所以其温度低于室温，致使湿球的示值低于干球。查对应的湿度表就可知道空气的相对湿度。虽然干湿球湿度计的历史悠久，但现在还经常用它作为电子相对湿度仪表的标定仪器。 风 水槽 棉球 玻璃酒精温度计 6 热电阻传感器 导体和半导体材料的电阻率与温度有关，金属的电阻随温度升高而变大，而半导体的电阻具有负的温度系数。 导体的电阻在一定温度范围内与温度具有线性关系 半导体热敏电阻的材料是一种由锰、镍、铜、铁等金属氧化物按一定比例混合烧结而成的半导体，它具有负的电阻温度系数，随温度上升而阻值下降。 R T 负温度系数（NTC） 热敏电阻外形 MF12型 NTC热敏电阻 聚脂塑料封装热敏电阻 温控器 应用 汽车发动机传感器 水温感应塞 还广泛应用于空调、暖气、电子体温计等 南昌大学机电工程学院 第二章、力敏传感器 力敏传感器：将各种力（气体、液体、固体等物质间的相互作用力）转变为电参数的装置或原件。 第一节、电阻式传感器　　 第二节、电感式传感器 第三节、电容式传感器 本节学习要求： 1.了解电阻式传感器的作用　　　 2.掌握电阻式传感器的原理、类型和结构 3.掌握电阻式传感器的应用 4.了解传感器的结构、类型、参数 第1节 电阻式传感器 电阻式传感器是把被测量(位移、力、压力、加速度、扭矩)转换为电阻变化的一种传感器。 按工作的原理可分为:电位计式、电阻应变式、 压阻式、热电阻式、 湿（气、光）敏电阻式。 优点：结构简单、使用方便、性能稳定、可靠、灵敏度高和测量速 度快等 应用范围：广泛航空、机械、电力、化工、建筑、医学等许多领域，常用来测量力、压力、位移、应变、扭矩、加速度等 一、电阻式传感器的作用 电量 力物理量 应变计 金属应变片 电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化