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技術(shù)文章

壓阻式應(yīng)變片傳感器工作原理

閱讀:35發(fā)布時間:2026-5-26

壓阻式應(yīng)變片傳感器的核心原理:外力使材料變形 → 電阻改變 → 轉(zhuǎn)換成電信號

1. 基本工作原理

  1. 應(yīng)變效應(yīng)
    金屬或半導(dǎo)體材料在受到拉力 / 壓力時,幾何尺寸(長度、截面積)發(fā)生微小形變,其電阻值會隨之變化。
  2. 電阻變化公式
    • :電阻相對變化

    • :靈敏系數(shù)(金屬一般 2 左右,半導(dǎo)體很大)

    • :應(yīng)變(微小形變)

  3. 轉(zhuǎn)換成電信號
    應(yīng)變片通常接在惠斯通電橋中:
    • 形變 → 電阻變 → 電橋失衡 → 輸出電壓信號

    • 再經(jīng)放大、AD 轉(zhuǎn)換,得到壓力、力、位移等物理量。


2. 金屬應(yīng)變片 vs 半導(dǎo)體(壓阻)應(yīng)變片

  • 金屬應(yīng)變片
    • 幾何形變改變電阻

    • 靈敏度低、溫度系數(shù)小、線性好、穩(wěn)定

    • 多用于應(yīng)力、應(yīng)變、稱重、荷重。

  • 半導(dǎo)體(壓阻式)應(yīng)變片
    • 主要靠壓阻效應(yīng):應(yīng)力改變材料內(nèi)部能帶結(jié)構(gòu),電阻率劇烈變化

    • 靈敏度遠高于金屬,體積小

    • 典型應(yīng)用:擴散硅壓力傳感器 / 壓力變送器。


3. 典型應(yīng)用

  • 壓力變送器、液壓 / 氣壓測量

  • 電子秤、拉力 / 壓力傳感器

  • 微機電(MEMS)加速度、壓力芯片



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