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电阻应变片传感器浅要分析 摘要 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 “传感器”在新韦式大词典中定义为： “从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。 根据这个定义，传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式，所以不少学者也用“换能器－Transducer”来称谓“传感器－Sensor” 关键字：传感器产品名称： 电阻应变片压力传感器、半导体应变PTP501/502/503/504压力传感器/变送器采用全不锈钢封焊结构，具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性。广泛用于工业设备、水利、化工、医疗、电力、空调、金刚石压机、冶金、车辆制动、楼宇供水等压力测量与控制。量 程: 0～1～150(MPa)?综合精度: 0.2%FS、0.5%FS、1.0%FS输出信号: 4～20mA(二线制)、0～5V、1～5V、0～10V(三线制)供电电压: 24DCV(9～36DCV)介质温度: -20～85～150℃环境温度: 常温(-20～85℃)负载电阻: 电流输出型：最大800Ω；电压输出型：大于50KΩ绝缘电阻: 大于2000MΩ (100VDC密封等级: IP65长期稳定性能: 0.1%FS/年振动影响: 在机械振动频率20Hz～1000Hz内，输出变化小于0.1%FS电气接口(信号接口): 四芯屏蔽线、四芯航空接插件、紧线螺母机械连接(螺纹接口): 1/2-20UNF、M14×1.5、M20×1.5、M22×1.5等，其它螺纹可依据客户要求设计40、50年代，是传感器早期发展阶段。当时弹性材料、纸基丝式应变计以及粘结剂均处于发展研究阶段，其性能还不完善。因此，电阻应变式传感器的准确度、稳定性都不能满足测量技术的要求。 自50年代，箔式电阻应变计问世后，应变计的温度特性和粘结剂的力学性能都得到改善，使传感器的温度影响及蠕变影响有了明显抑制，精度提高了约一个数量级。 在60年代中期，传感器进入了测量领域。从60年代末到80年代初的10余年中，由于与传感器性能密切相关的各项技术所取得的突破性进展，使电阻应变式传感器获得了前所未有的高速发展。 80年代以后，随着加工工艺、粘贴工艺等的技术进步，使传感器的准确度、可靠性大大提高，在测量技术领域里得到了广泛应用，成为应变电测技术中的重要组成部分。现在，传感器已由单纯作为转换元件而发展成为多功能、智能化的信息测量元件。特别是微电子和微机械技术发展，必将给的传感器发展带来更广阔的空间。 2. 电阻应变式传感器分类 2.1 金属电阻应变片:丝式、箔式、薄膜式。 (1)金属丝式应变片 将金属电阻丝（一般是合金，电阻率较高，直径约0.02mm）粘贴在绝缘基片上，上面覆盖一层薄膜，使它们变成一个整体。 （2）金属箔式应变片 利用光刻、腐蚀等工艺制成一种很薄的金属箔栅，厚度一般在0.003~0.010 mm，粘贴在基片上，上面再覆盖一层薄膜而制成。 优点： ①.可制成多种复杂形状尺寸准确的敏感栅，其栅长l可做到0.2mm，以适应不同的测量要求； ②.与被测件粘贴结面积大； ③.散热条件好，允许电流大，提高了输出灵敏度； ④.横向效应小。 ⑤.蠕变和机械滞后小，疲劳寿命长。?????? 缺点：电阻值的分散性比金属丝的大，有的相差几十欧姆，需做阻值调整。在常温下，金属箔式应变片已逐步取代了金属丝式应变片 （3）金属薄膜应变片 金属薄膜应变片是采用真空蒸镀或溅射式阴极扩散等方法，在薄的基底材料上制成一层金属电阻材料薄膜以形成应变片。这种应变片有较高的灵敏度系数，允许电流密度大，工作温度范围较广。 对电阻丝(敏感栅)材料应有如下要求： ① 灵敏系数大， 且在相当大的应变范围内保持常数； ②ρ值大，即在同样长度、同样横截面积的电阻丝中具有较大的电阻值； ③ 电阻温度系数小，否则因环境温度变化也会改变其阻值； ④ 与铜线的焊接性能好， 与其它金属的接触电势小； ⑤ 机械强度高， 具有优良的机械加工性能。 常用材料：康铜、镍铬合金、铁铬铝合金、铁镍铬合金、贵金属（铂、铂钨合金等）材料。 2.2 半导体应变片 半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应而制成的一种纯电阻性元件 。当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率会发生变化。 当半导体应变片受轴向力作用时，其电阻相对变化为 : 式中 为半导体应变片的电阻率的相对变化，其值与