應變式壓力傳感器和壓阻式傳感器的轉換原理是什么
2020-12-01 14:09:03
作者:jingchenchen
【太平洋汽車網】應變式的原理是,力改變了彈性敏感元件的幾何尺寸,導致應變計被拉長或壓短,進而導致材料的電阻發生變化,檢測這個電阻變化量可以測得外力的大小。壓阻式的原理是,當力作用于硅晶體時,晶體的晶格發生變形,從而使得硅的電阻率發生變化。
應變式傳感器用的是電阻應變片和敏感彈性金屬結構; 壓阻式傳感器用的是單晶硅材料。
從原理上講,應變式壓力傳感器,是外界的壓力(或拉力)引起應變材料的幾何形狀(長度或寬度)發生改變,進而導致材料的電阻發生變化。檢測這個電阻變化量可以測得外力的大小。
壓阻式壓力傳感器通常是半導體壓敏材料。半導體壓阻式傳感器在受到外力后,自身的幾何形狀幾乎沒有什么改變,而是其晶格參數發生改變,影響到禁帶寬度。禁帶寬度哪怕是非常微小的改變,都會引起載流子密度很大的改變,這最終引起材料的電阻率發生改變。
可見兩種材料雖然都對外力變化呈現出電阻的變化,但原理不同。另外,應變式材料對外力的敏感度遠遠低于半導體壓阻材料,后者的靈敏度是前者的約100倍;應變材料特性受溫度影響較小,而半導體壓阻材料對溫度敏感。(圖/文/攝:太平洋汽車網 敬晨晨)
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