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電阻式傳感器是將輸入的機械量應變ε轉換為電阻值變化的變化元件。電阻變換器的輸入量為應變ε = Δ L/ L , 即材料的長度相對變化量 , 它是一個無量綱的相對值。通常ε = 10- 6?為一個微應變。電阻變換器的輸出量為電阻值的相對變化量Δ R/ R 。電阻變換器有金屬電阻變換器和半導體電阻變換器兩種類型。根據(jù)半導體材料的壓阻效應：(Δρ / ρ ) = πσ , 且σ = E ε , 其中 : σ是應力 ( F/ S) ; π是壓阻系數(shù) , π = ( 40～80 )×10- 11?m?2?/ N ;E 是楊氏彈性模量 , E = 1 . 67×10?11?N/ m × 10?2?, 所以電阻的相對變化為：(Δ R/ R)≈πE?ε要測量其他物理量 , 如壓力、力、加速度等 , 就需要先將應變片貼在相應的彈性元件上?, 這些物理量被轉換為彈性元件的應變 , 再經(jīng)應變片將應變轉換為電阻輸出量。
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目前 ,?壓力傳感器種類很多 , 有振動筒式、石英波登管式、壓阻式、應變片式等多種。其中振動筒式壓力傳感器雖然不確定度可達0.02 %F·S, 但它僅適用于測量以氣體為介質的壓力 , 測壓范圍很小 ;石英波登管式壓力傳感器不確定度能達到 0. 02 % , 測壓范圍也很大 , 可達 60 MPa 以上 , 但這種傳感器結構復雜、成本高。
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應變式壓力傳感器測量上限一般不超過 25 MPa , 不確定度為 1 %F·S, 目前市場上有上限達 60 MPa 的這類壓力傳感器 , 但制作工藝較差 , 可靠性低 ,特別是 1 MPa 以下的傳感器 , 不確定度很難達到 0. 04 % F·S; 壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應制成 , 它采用集成電路工藝 , 結構簡單 , 測壓上限可達到 60 MPa , 具有工作可靠、耐腐性、抗干擾能力強等特點 , 國內有些廠家利用美國生產(chǎn)的傳感器芯片 , 加上嚴格的組裝工藝 , 其不確定度可達 0.04 % F·S 以上 , 在壓力測量領域得到了較廣泛的應用。
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