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電阻式傳感器是將輸入的機(jī)械量應(yīng)變ε轉(zhuǎn)換為電阻值變化的變化元件。電阻變換器的輸入量為應(yīng)變?chǔ)?= Δ L/ L , 即材料的長(zhǎng)度相對(duì)變化量 , 它是一個(gè)無量綱的相對(duì)值。通常ε = 10^{- 6?}為一個(gè)微應(yīng)變。電阻變換器的輸出量為電阻值的相對(duì)變化量Δ R/ R 。電阻變換器有金屬電阻變換器和半導(dǎo)體電阻變換器兩種類型。根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)：(Δρ / ρ ) = πσ , 且σ = E ε , 其中 : σ是應(yīng)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(duì)變化為：(Δ R/ R)≈πE^?ε要測(cè)量其他物理量 , 如壓力、力、加速度等 , 就需要先將應(yīng)變片貼在相應(yīng)的彈性元件上?, 這些物理量被轉(zhuǎn)換為彈性元件的應(yīng)變 , 再經(jīng)應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)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(dòng)筒式、石英波登管式、壓阻式、應(yīng)變片式等多種。其中振動(dòng)筒式壓力傳感器雖然不確定度可達(dá)0.02 %F·S, 但它僅適用于測(cè)量以氣體為介質(zhì)的壓力 , 測(cè)壓范圍很小 ;石英波登管式壓力傳感器不確定度能達(dá)到 0. 02 % , 測(cè)壓范圍也很大 , 可達(dá) 60 MPa 以上 , 但這種傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。

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應(yīng)變式壓力傳感器測(cè)量上限一般不超過 25 MPa , 不確定度為 1 %F·S, 目前市場(chǎng)上有上限達(dá) 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(dá)到 0. 04 % F·S; 壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應(yīng)制成 , 它采用集成電路工藝 , 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 測(cè)壓上限可達(dá)到 60 MPa , 具有工作可靠、耐腐性、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn) , 國內(nèi)有些廠家利用美國生產(chǎn)的傳感器芯片 , 加上嚴(yán)格的組裝工藝 , 其不確定度可達(dá) 0.04 % F·S 以上 , 在壓力測(cè)量領(lǐng)域得到了較廣泛的應(yīng)用。

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