压阻式压力传感器的两种输出形式

  仪器网 ·  2012-07-14 23:35  ·  34355 次点击
压阻式压力传感器有两种输出形式:
1.输出模拟电压
它是把扩散在硅膜片上四个等位电阻接成惠斯登电桥电路,输出与应变也即与压力成比例的模拟电压。硅膜片平面上的晶向不同,其压阻效应也不同,因此电阻分布的位置也应不同,当膜片材料的晶向确定后,则电阻在膜片上的位置也就确定了。图4-17是选用(100)面和(110)面单晶硅电阻分布情况。从图4-17(a)中可以看到还有一电阻R,,它是测阻电阻,位于应变为零的地方,因此压力对它不发生影响,它的作用是反映单品硅膜片的真实温度。
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2.输出频率信号
它的丛本原理是利用半导体材料中p-n结木身存在着的结间电容与p型电阻形成一个R-C分布阻容网络如图4-18a),再将R-C分布阻容网络接成一单独的相移振荡器如图4-18b)。在压力为零时,相移振荡器的输出频率为了。在有压力作用时,网络中的电阻发生变化,相移振荡器的输出频率为f1,这样频率的变化反映出压力的变化。即[attach]49744[/attach]
在结构上一般都采用差频输出的形式,也就是选择适当的晶相和位笠,做成两套如图4-19所示的相移振荡器。在压力为零时,两个相移振荡器的输出频率都为了f0,这时差频为零。在被测压力作用下,一个相移振荡器由于电阻增加,输出频率减少为f1;而另一个相移振荡器则相反,电阻减小,使输出频率增加为了f2。这时频率差△f为[attach]49745[/attach]
频率差△f的变化就反映了压力的变化值。
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压阻传感器的优点是精度高(误差可小至0.1-0.05%),灵敏度高(灵敏度系数为100-200),更复性好、迟滞小、尺寸小、重量轻、结构简单、可靠性高。能在恶劣的环境下工作、耐振、耐冲击、耐腐蚀、抗干扰能力高,便于实现数字显示与运算。缺点是对温度敏感,需川补尝电路加以补尝。
来源:《压力测量仪表》,转载请注明出处-仪器信息网(www.cncal.com)

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