电阻式检测元件教学PPT

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1、检测技术与检测元件检测技术与检测元件电阻式检测元件电阻式检测元件测控教研室测控教研室2.3 电阻式检测元件电阻式检测元件l2.3.1 2.3.1 工作原理及主要特性工作原理及主要特性 l2.3.2 2.3.2 电阻应变片的温度误差及补偿电阻应变片的温度误差及补偿 l2.3.3 2.3.3 电阻应变片的测量电路电阻应变片的测量电路l2.3.4 2.3.4 电阻式传感器的应用电阻式传感器的应用 2.3.12.3.1电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理 电阻式应变传感器作为测力与应变的主要传感器，测力范电阻式应变传感器作为测力与应变的主要传感器，测力范围小到肌肉纤维（围小到肌肉纤维（5 51

2、0-5N)10-5N)，大到登月火箭（，大到登月火箭（5 5107N)107N)，精确，精确度可到度可到 0.010.1%0.010.1%，有，有1010年以上的校准稳定性。可用于应变力、年以上的校准稳定性。可用于应变力、压力、转矩、位移、加速度。据统计日本力传感器中应变片占压力、转矩、位移、加速度。据统计日本力传感器中应变片占70%70%，美国占，美国占90%90%。电阻式传感器是应用最广泛的传感器，传感电阻式传感器是应用最广泛的传感器，传感器的基本原理是将被测的非电量转换成电阻器的基本原理是将被测的非电量转换成电阻值的变化，再经转换电路变换成电量输出。值的变化，再经转换电路变换成电量输出。

3、应变式传感器特征：应变式传感器特征： 主要优点，使用简单、精度高、范围大体积小。主要优点，使用简单、精度高、范围大体积小。 缺点，电阻、半导体会随温度变化。缺点，电阻、半导体会随温度变化。 不同材料类型，金属应变片、半导体应变片；不同材料类型，金属应变片、半导体应变片；2.3.12.3.1电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理各种电子秤各种电子秤广泛应用于广泛应用于2.3.12.3.1电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理高高精精度度电电子子汽汽车车衡衡 动态电子秤动态电子秤电子天平电子天平2.3.12.3.1电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理机械秤包装机机械秤包装机吊秤

4、吊秤2.3.12.3.1电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理上海卢浦大桥通车应变试验上海卢浦大桥通车应变试验2.3.12.3.1电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理上海国际会议中心模型试验上海国际会议中心模型试验2.3.12.3.1电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理金属应变片结构：金属应变片结构：网状敏感栅网状敏感栅高阻金高阻金属丝、金属箔属丝、金属箔基片基片绝缘材料绝缘材料盖片盖片保护层保护层 金属电阻应变片的基本原理基于电阻应变效应金属电阻应变片的基本原理基于电阻应变效应,即导体或半导体即导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形材料在外力作用下产生机械变形,其阻值

5、将发生变化的现象。其阻值将发生变化的现象。 应变：应变：物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象弹性应变：弹性应变：当外力去除后，物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变当外力去除后，物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变弹性元件：弹性元件：具有弹性应变特性的物体具有弹性应变特性的物体应用：应用：广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量2.3.1 2.3.1 电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理2.3.1.1 应变效应应变效应 电阻应变片的工作原理是基于电阻应变片的工作原理是基于应变效应。应变效应。即

6、即导体导体或半导体材或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化， 这种现象称为这种现象称为“应变效应应变效应”。一根金属电阻丝，在其未受力时，原始电阻值为：一根金属电阻丝，在其未受力时，原始电阻值为： AlR 当电阻丝受到拉力当电阻丝受到拉力F作用时，作用时， 将伸长将伸长l，横截面积相应减小，横截面积相应减小A，电阻率因材料晶格发生变形等因素影响而改变了电阻率因材料晶格发生变形等因素影响而改变了，从而引起电阻，从而引起电阻值变化量为值变化量为 ：AdALdLdRdR式中：式中：dL/L长度相对变化量，用应变长度相对

7、变化量，用应变表示为表示为 LdL2LLdRddLdAAAA电阻相对变化量：电阻相对变化量：2.3.1 2.3.1 电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理2.3.1 2.3.1 电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理dRdR)21 ( dA/A圆形电阻丝的截面积相对变化量，设圆形电阻丝的截面积相对变化量，设r为电阻丝的半为电阻丝的半径，微分后可得径，微分后可得dA=2r dr，则则 ：rdrAdA2 材料力学：材料力学：在弹性范围内，金属丝受拉力时，沿轴向伸长，在弹性范围内，金属丝受拉力时，沿轴向伸长， 沿沿径向缩短，径向缩短， 轴向应变和径向应变的关系可表示为轴向应变和径向应变的

8、关系可表示为 ：LdLrdr为电阻丝材料的泊松比为电阻丝材料的泊松比， 负号表示应变方向相反。负号表示应变方向相反。 因此由因此由 推得：推得：AdALdLdRdR2.3.1 2.3.1 电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理 定义：定义：电阻丝的灵敏系数为电阻丝的灵敏系数为单位应变所引起的电阻相对变化单位应变所引起的电阻相对变化量量。其表达式为。其表达式为 dRdRK2112RKR 也可以表示为：也可以表示为： 2.3.1 2.3.1 电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理灵敏度系数灵敏度系数K受两个因素影响受两个因素影响一是一是：应变片受力后材料几何尺寸的变化，：应变片受力后材

9、料几何尺寸的变化， 即即1+2二是二是：应变片受力后材料的电阻率发生的变化，：应变片受力后材料的电阻率发生的变化， 即（即（/）/。 对金属材料：对金属材料：1+2( /)/ 对半导体材料：对半导体材料：( /)/1+2 大量实验证明，在电阻丝拉伸极限内，电阻的相对变化与应变成正大量实验证明，在电阻丝拉伸极限内，电阻的相对变化与应变成正比，即比，即K为常数为常数。12RKR 2.3.1 2.3.1 电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理2.3.1.2 电阻应变片种类电阻应变片种类常用的电阻应变片有两种：常用的电阻应变片有两种： 金属电阻应变片金属电阻应变片 半导体应变片半导体应变片 1、

10、金属电阻应变片、金属电阻应变片金属丝式金属丝式 0.012-0.050mm金属丝（康铜、镍铬合金、贵金属）做敏感栅金属丝（康铜、镍铬合金、贵金属）做敏感栅金属箔式金属箔式 用光刻腐蚀工艺、照相制版制作成厚用光刻腐蚀工艺、照相制版制作成厚0.003mm0.010mm的金属的金属箔栅箔栅金属箔式应变片散热条件好，可做成任意形状，应用广泛。金属箔式应变片散热条件好，可做成任意形状，应用广泛。2.3.1 2.3.1 电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理12K 212.3.1 2.3.1 电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理2、半导体电阻应变片、半导体电阻应变片K21半导体电阻应变片的工

11、作原理主要基于半导体材料的半导体电阻应变片的工作原理主要基于半导体材料的压阻效应。压阻效应。2.3.1 2.3.1 电阻应变传感器工作原理电阻应变传感器工作原理E)E(K常数 半导体敏感元件产生压阻效应时其电阻率的相对变化与应变力半导体敏感元件产生压阻效应时其电阻率的相对变化与应变力间的关系为：间的关系为： 因此对于半导体应变片来说，其灵敏系数为：因此对于半导体应变片来说，其灵敏系数为：12RKR 式中：式中： 半导体材料的压阻系数半导体材料的压阻系数;半导体材料的所受应变力半导体材料的所受应变力;E半导体材料的弹性模量半导体材料的弹性模量; 半导体材料的应变。半导体材料的应变。19. 应变片

12、的主要特性应变片的主要特性（相对）灵敏系数（相对）灵敏系数K 绝缘电阻绝缘电阻 横向效应横向效应机械滞后机械滞后零漂和蠕变零漂和蠕变允许电流允许电流应变极限应变极限*20u（相对）灵敏系数（相对）灵敏系数K K 应变计的灵敏系数直接关系到应变测量的精度。应变计的灵敏系数直接关系到应变测量的精度。 K K值通常采用从批量生产中每批抽样，在规定条件下通过实测值通常采用从批量生产中每批抽样，在规定条件下通过实测确定确定即应变计的标定即应变计的标定, ,故故K K又称又称标定灵敏系数标定灵敏系数。 标定条件：标定条件：试件材料取泊松比试件材料取泊松比=0.285=0.285的钢；试件单向的钢；试件单向

13、受力；应变计轴向与受力；应变计轴向与主应力主应力方向一致。方向一致。KRRRRK 实验发现：实验发现：实际应变片的实际应变片的K值比单丝的值比单丝的K值要小值要小 原因：原因：横向效应；粘结层传递变形失真。横向效应；粘结层传递变形失真。*21u 绝缘电阻绝缘电阻 应变片引线与被测试件之间的电阻值。应变片引线与被测试件之间的电阻值。 它取决于粘合剂及基底材料的种类。它取决于粘合剂及基底材料的种类。 绝缘电阻过低，会造成应变片与试件之间绝缘电阻过低，会造成应变片与试件之间漏电，产生测量误差。漏电，产生测量误差。 *22u 横向效应横向效应 直的线材绕成敏感栅后，即使总长度相同，应变状态直的线材绕成

14、敏感栅后，即使总长度相同，应变状态一样，应变敏感栅的电阻变化仍要小一些，从而导致一样，应变敏感栅的电阻变化仍要小一些，从而导致灵敏系数灵敏系数K的改变，这种现象称为横向效应的改变，这种现象称为横向效应 。FF*23u 机械滞后机械滞后机械滞后：机械滞后：应变片粘贴在被测试件上，当温度恒定应变片粘贴在被测试件上，当温度恒定时，其加载特性与卸载特性不重合的现象。时，其加载特性与卸载特性不重合的现象。产生原因：产生原因：主要是敏感栅、基底和粘合剂在承受机主要是敏感栅、基底和粘合剂在承受机械应变后所留下的残余变形械应变后所留下的残余变形 。 机械滞后值还与应变片所承机械滞后值还与应变片所承受的应变量有

15、关，加载时的机受的应变量有关，加载时的机械应变愈大，卸载时的滞后也械应变愈大，卸载时的滞后也愈大。愈大。所以，通常在实验之前应将试所以，通常在实验之前应将试件预先加、卸载若干次，以减件预先加、卸载若干次，以减少因机械滞后所产生的实验误少因机械滞后所产生的实验误差。差。 R1/R1 应变应变卸载卸载加载加载应变片的机械滞后应变片的机械滞后*R/R24u零漂和蠕变零漂和蠕变 l粘贴在试件上的应变片，在粘贴在试件上的应变片，在恒定温度恒定温度下，下，不不承受机械应变承受机械应变时指示应变值随时间变化的特时指示应变值随时间变化的特性称为应变片的性称为应变片的零漂。零漂。 l在恒定温度下，使应变片在恒定

16、温度下，使应变片承受一恒定的机械承受一恒定的机械应变应变，指示应变值随时间变化的特性称应变，指示应变值随时间变化的特性称应变片的片的蠕变蠕变。*25u 允许电流允许电流 （最大工作电流最大工作电流） 允许电流是指应变片不因电流产生的热量而影响测允许电流是指应变片不因电流产生的热量而影响测量准确度所允许通过的最大电流。量准确度所允许通过的最大电流。 工作电流大，应变片输出信号大，灵敏度高，工作电流大，应变片输出信号大，灵敏度高， 但但过大的电流会把应变片烧毁。过大的电流会把应变片烧毁。*26u 应变极限应变极限lim真实应变真实应变z指指示示应应变变i应变片的应变极限应变片的应变极限10%1在恒

17、温条件下，使在恒温条件下，使非线性误非线性误差差达到达到10%10%时的时的真实应变值真实应变值，称为称为应变极限应变极限，用用 limlim表示。表示。真实应变真实应变是由于工作温度变化或承受机械载荷，在被测试件内是由于工作温度变化或承受机械载荷，在被测试件内产生应力产生应力( (包括机械应力和热应力包括机械应力和热应力) )时所引起的表面应变。时所引起的表面应变。应变计的线性应变计的线性( (灵敏系数为常数灵敏系数为常数) )特性，只有在一定的应变限特性，只有在一定的应变限度范围内才能保持。度范围内才能保持。当试件输入的当试件输入的真实应变真实应变超过某一限值时，应变计的输出特性超过某一限

18、值时，应变计的输出特性将出现非线性。将出现非线性。*100%ziz非线性误差用相对误差表示：非线性误差用相对误差表示：2.3.2 2.3.2 电阻应变片的温度误差及补偿电阻应变片的温度误差及补偿 应变片安装在自由膨胀的试件上，如果环境温度变化，应变片的电应变片安装在自由膨胀的试件上，如果环境温度变化，应变片的电阻也会变化，这种变化叠加在测量结果中称应变片温度误差。阻也会变化，这种变化叠加在测量结果中称应变片温度误差。 应变片温度误差来源有两个应变片温度误差来源有两个： 1 1、应变片本身电阻温度系数、应变片本身电阻温度系数0 0影响；影响； 2 2、试件材料的线膨胀系数、试件材料的线膨胀系数g

19、 g影响影响。1 1、应变片温度误差、应变片温度误差R Rt t= =R R0 0(1+(1+0 0t t) ) （1 1）电阻丝阻值与温度关系：）电阻丝阻值与温度关系： 敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：2.3.2 2.3.2 电阻应变片的温度误差及补偿电阻应变片的温度误差及补偿式中式中: : R Rt t温度为温度为t t时的电阻值；时的电阻值； R R0 0温度为温度为t t0 0时的电阻值；时的电阻值； 0 0温度为温度为t t0 0时金属丝的电阻温度系数；时金属丝的电阻温度系数； t t温度变化值，温度变化值，t t= =

20、t-tt-t0 0。 当温度变化当温度变化t t时，电阻丝电阻的变化值为：时，电阻丝电阻的变化值为： R=Rt-R0=R00t 2.3.2 2.3.2 电阻应变片的温度误差及补偿电阻应变片的温度误差及补偿（2 2）试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响）试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响 当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时：环境温度变化不当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时：环境温度变化不会产生附加变形。会产生附加变形。 当试件与电阻丝材料的线膨胀系数不同时：环境温度变化，当试件与电阻丝材料的线膨胀系数不同时：环境温度变化，电阻丝会产生附加变形，从而产生附加电阻变化。电阻丝会产生附加变形

21、，从而产生附加电阻变化。2.3.2 2.3.2 电阻应变片的温度误差及补偿电阻应变片的温度误差及补偿2、温度补偿方法、温度补偿方法 电阻应变片的温度补偿方法通常有电阻应变片的温度补偿方法通常有线路补偿线路补偿和和应应变片自补偿变片自补偿两大类。两大类。 电桥补偿是最常用且效果较好的电阻片温度误差电桥补偿是最常用且效果较好的电阻片温度误差补偿方法。补偿方法。 31R4R3USC 测量应变时，测量应变时，使用两个应变片，一片贴在被测试件使用两个应变片，一片贴在被测试件的表面的表面，图中，图中R R1 1称为称为工作应变片工作应变片。另一片贴在与被测试另一片贴在与被测试件材料相同的补偿块上件材料相同

22、的补偿块上，图中，图中R R2 2，称为，称为补偿应变片补偿应变片。在工作过程中补偿块不承受应变，仅随温度发生变形在工作过程中补偿块不承受应变，仅随温度发生变形。电桥补偿电桥补偿补偿应变片粘贴示意图补偿应变片粘贴示意图R1R2补偿原理：补偿原理：桥路相临两臂桥路相临两臂增加相同电阻，对电桥增加相同电阻，对电桥输出无影响输出无影响。*32R4R3USC如图，电桥输出电压与桥臂参数的关系为如图，电桥输出电压与桥臂参数的关系为 式中式中A由桥臂电阻和电源电压决定的常数。由桥臂电阻和电源电压决定的常数。324143213241RRRRARRRRRRRRUUESC由上式可知，当由上式可知，当R3、R4为

23、为常数时，常数时，Rl和和R2对输出电对输出电压的作用方向相反。压的作用方向相反。*33（1 1）当被测试件不承受应变时）当被测试件不承受应变时，R R1 1和和R R2 2处于同一温处于同一温度场，调整电桥参数，可使电桥输出电压为零，即平度场，调整电桥参数，可使电桥输出电压为零，即平衡状态：衡状态：上式中：可以选择上式中：可以选择R R1 1= =R R2 2= =R R及及R R3 3= =R R4 4= =R R。（2 2）当温度升高或降低时）当温度升高或降低时，若，若R R1t1t=R R2t2t，即两个，即两个应变片的热输出相等，由上式可知电桥的输出电压为应变片的热输出相等，由上式可

24、知电桥的输出电压为零，即零，即03241RRRRAUSC322411RRRRRRAUttSCRRRRRRAtt21RRRRRRRRAtt21021ttRRRA=可见可见, ,输出电压输出电压U USCSC与温度无关。与温度无关。*34（3 3）当工作应变片感受应变时）当工作应变片感受应变时，只会引起电阻，只会引起电阻R R1 1发生变化，发生变化，R R2 2不承受应变。电桥将产生相应输出电不承受应变。电桥将产生相应输出电压：压：由上式可知，电桥输出电压只与应变由上式可知，电桥输出电压只与应变有关，与有关，与温度无关，从而达到温度补偿的目的。温度无关，从而达到温度补偿的目的。RKRARRRRK

25、RRRAUttSC3224111*2.3.2 2.3.2 电阻应变片的温度误差及补偿电阻应变片的温度误差及补偿 注意补偿条件：注意补偿条件： 在应变片工作过程中，保证在应变片工作过程中，保证R R3 3= =R R4 4。 R R1 1和和R R2 2两个应变片应具有相同的电阻温度系两个应变片应具有相同的电阻温度系数数、线膨胀系数、线膨胀系数、应变灵敏度系数、应变灵敏度系数K K和初始和初始电阻值电阻值R R0 0。 粘贴补偿片的补偿块材料和粘贴工作片的被粘贴补偿片的补偿块材料和粘贴工作片的被测试件材料必须一样，两者线膨胀系数相同。测试件材料必须一样，两者线膨胀系数相同。 两应变片应处于同一温

26、度场。两应变片应处于同一温度场。 3.3 3.3 电阻应变片测量电路电阻应变片测量电路一、直流电桥一、直流电桥 433211RRRRRREUo图图3.5 3.5 直流电桥直流电桥 当当RL时，电桥输出电压为：时，电桥输出电压为： 1. 1. 直流电桥平衡条件直流电桥平衡条件R1R2R4R3ACBEDIoRLUo2.3.2 2.3.2 电阻应变片测量电路电阻应变片测量电路当电桥平衡时，当电桥平衡时，Uo=0，则有：，则有： R1R4=R2R3或：或： 4321RRRR电桥平衡条件：电桥平衡条件：欲使电桥平衡，欲使电桥平衡， 其相邻两臂电阻的比值应相等，其相邻两臂电阻的比值应相等， 或相对两臂电阻

27、的乘积应相等。或相对两臂电阻的乘积应相等。 电桥平衡条件电桥平衡条件R1R2R4R3ACBEDIoRLUo2.3.2 2.3.2 电阻应变片测量电路电阻应变片测量电路半桥差动：半桥差动：在试件上安装两个工作应变片，一个受拉应变，一个受在试件上安装两个工作应变片，一个受拉应变，一个受压应变，压应变， 接入电桥相邻桥臂。接入电桥相邻桥臂。 该电桥输出电压为：该电桥输出电压为： 433221111RRRRRRRRREUo若若R1=R2，R1=R2，R3=R4，则得：，则得： 112RREUo可知：可知：Uo与与R1/R1成线性关系，无非线性误差，而且电桥电压灵敏成线性关系，无非线性误差，而且电桥电压

28、灵敏度度KU=E/2，是单臂工作时的两倍。，是单臂工作时的两倍。2.3.2 2.3.2 电阻应变片测量电路电阻应变片测量电路全桥差动：全桥差动：电桥四臂接入四片应变片，即两个受拉应变，两个受电桥四臂接入四片应变片，即两个受拉应变，两个受压 应 变 ， 将 两 个 应 变 符 号 相 同 的 接 入 相 对 桥 臂 上 。 若压 应 变 ， 将 两 个 应 变 符 号 相 同 的 接 入 相 对 桥 臂 上 。 若R1=R2=R3=R4，且，且R1=R2=R3=R4，则，则 ：EKRREUUo11 结论：结论：全桥差动电路不仅没有非线性误差，而且电压灵敏度为全桥差动电路不仅没有非线性误差，而且电

29、压灵敏度为单片工作时的单片工作时的4倍。倍。 2.3.2 2.3.2 电阻应变片测量电路电阻应变片测量电路例例1：图示为等强度梁测力系统，图示为等强度梁测力系统，R1为电阻应变片，其灵敏系数为电阻应变片，其灵敏系数K = 2.05，未受应变时，未受应变时R1=100。当梁受力时。当梁受力时F，应变片承受的平均，应变片承受的平均应变应变= 1000 m/m ，求，求 （1）应变片电阻变化量）应变片电阻变化量R1和电阻相对变化量和电阻相对变化量R1 / R1。 （2）将电阻应变片）将电阻应变片R1置于直流电桥的一个桥臂，若电桥供电电压置于直流电桥的一个桥臂，若电桥供电电压为为3V，求电桥的输出电压

30、。，求电桥的输出电压。2.3.2 2.3.2 电阻应变片测量电路电阻应变片测量电路解：解： （1） R1 / R1=K =2.05*1000*10-6=2.05*10-3 R1= R1 K =100 2.05*10-3=0.205 （2） U0=E/4 R1 / R1=0.75 2.05*10-3V3.3 3.3 应变式传感器的应用应变式传感器的应用应变片能将应变直接转换成电阻的变化应变片能将应变直接转换成电阻的变化其他物理量（力、压力、加速度等），需先将这些量转换成应其他物理量（力、压力、加速度等），需先将这些量转换成应变变弹性元件弹性元件 应变式传感器的组成应变式传感器的组成：弹性元件、应

31、变片、附件（补偿元件、保：弹性元件、应变片、附件（补偿元件、保护罩等）护罩等）被测物理量：被测物理量：荷重或力。荷重或力。主要用途：主要用途：作为各种电子称与材料试验机的测力元件、作为各种电子称与材料试验机的测力元件、 发动发动机的推力测试、机的推力测试、 水坝坝体承载状况监测等。水坝坝体承载状况监测等。 力传感器的弹性元件：力传感器的弹性元件：柱式、筒式、环式、悬臂式等。柱式、筒式、环式、悬臂式等。一、一、 应变式力传感器应变式力传感器2.3.2 2.3.2 电阻应变片测量电路电阻应变片测量电路图图3.9 圆柱（筒）式力传感器圆柱（筒）式力传感器（a） 柱式；（柱式；（b） 筒式；（筒式；（

32、c） 圆柱面展开图；（圆柱面展开图；（d） 桥路连线图桥路连线图 1. 柱（筒）式力传感器柱（筒）式力传感器2.3.2 2.3.2 电阻应变片测量电路电阻应变片测量电路二、二、 应变式压力传感器应变式压力传感器主要用来测量流动介质的动态或静态压力。主要用来测量流动介质的动态或静态压力。 应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式弹性元件。应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式弹性元件。 习题习题一、单项选择题一、单项选择题1 1、为减小或消除非线性误差的方法可采用（为减小或消除非线性误差的方法可采用（ ）。）。A. A. 提高供电电压提高供电电压 B. B. 提高桥臂比提高桥臂比C. C. 提高桥臂电

33、阻值提高桥臂电阻值 D. D. 提高电压灵敏度提高电压灵敏度2 2、全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的（全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的（ ）。）。A.A. 不变不变 B. 2 B. 2倍倍 C. 4 C. 4倍倍 D. 6 D. 6倍倍3 3、通常用应变式传感器测量通常用应变式传感器测量( )( )。A. A. 温度温度 B B密度密度C C加速度加速度 D D电阻电阻4 4、影响金属导电材料应变灵敏系数影响金属导电材料应变灵敏系数K K的主要因素是（的主要因素是（ ）。）。A A导电材料电阻率的变化导电材料电阻率的变化 B B导电材料几何尺寸的变化导电材料几何尺寸的变化C C导电

34、材料物理性质的变化导电材料物理性质的变化 D D导电材料化学性质的变化导电材料化学性质的变化5 5、产生应变片温度误差的主要原因有（产生应变片温度误差的主要原因有（ ）。）。A A电阻丝有温度系数电阻丝有温度系数 B B试件与电阻丝的线膨胀系数相同试件与电阻丝的线膨胀系数相同C C电阻丝承受应力方向不同电阻丝承受应力方向不同 D D电阻丝与试件材料不同电阻丝与试件材料不同B BC CC CA AA A习题习题6 6、电阻应变片的线路温度补偿方法有（电阻应变片的线路温度补偿方法有（ ）。）。A A差动电桥补偿法差动电桥补偿法 B B补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C

35、C补偿线圈补偿法补偿线圈补偿法 D D恒流源温度补偿电路法恒流源温度补偿电路法7 7、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ ）。）。A A两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B B两个桥臂都应当用两个工作应变片串联两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C C两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片8 8、关于电阻应变片，下列说法中正确的是（关于电阻应变片，下列说法中正确的是（ ）A A应变片的轴向应变小于径向应变应变片的轴向应变小

36、于径向应变 B B金属电阻应变片以压阻效应为主金属电阻应变片以压阻效应为主C C半导体应变片以应变效应为主半导体应变片以应变效应为主 D D金属应变片的灵敏度主要取决于受力后材料几何尺寸的变化金属应变片的灵敏度主要取决于受力后材料几何尺寸的变化9 9、金属丝的电阻随着它所受的机械变形金属丝的电阻随着它所受的机械变形( (拉伸或压缩拉伸或压缩) )的大小而发生相应的变化的大小而发生相应的变化的现象称为金属的（的现象称为金属的（ ）。）。 A.A.电阻形变效应电阻形变效应 B. B.电阻应变效应电阻应变效应 C. C.压电效应压电效应 D. D.压阻效应压阻效应B BC CD DB B习题习题10

37、10、（ ）是采用真空蒸发或真空沉积等方法，将电阻材料在基底上制成）是采用真空蒸发或真空沉积等方法，将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。这种应变片灵敏系数高，易实现工业化生一层各种形式敏感栅而形成应变片。这种应变片灵敏系数高，易实现工业化生产，是一种很有前途的新型应变片。产，是一种很有前途的新型应变片。 A.A.箔式应变片箔式应变片 B. B.半导体应变片半导体应变片 C. C.沉积膜应变片沉积膜应变片 D. D.薄膜应变片薄膜应变片1111、由由( )( )和应变片以及一些附件和应变片以及一些附件( (补偿元件、保护罩等补偿元件、保护罩等) )组成的装置称组成的装置称为应变

38、式传感器。为应变式传感器。 A.A.弹性元件弹性元件 B.B.调理电路调理电路 C. C.信号采集电路信号采集电路 D. D.敏感元件敏感元件1212、直流电桥平衡的条件是（直流电桥平衡的条件是（ ）。）。A A 相临两臂电阻的比值相等相临两臂电阻的比值相等B B 相对两臂电阻的比值相等相对两臂电阻的比值相等C C相临两臂电阻的比值不相等相临两臂电阻的比值不相等D D 所有电阻都相等所有电阻都相等1313、直流电桥的平衡条件为（直流电桥的平衡条件为（ ） A A相邻桥臂阻值乘积相等相邻桥臂阻值乘积相等 B B相对桥臂阻值乘积相等相对桥臂阻值乘积相等C C相对桥臂阻值比值相等相对桥臂阻值比值相等

39、 D D相邻桥臂阻值之和相等相邻桥臂阻值之和相等D DA AA AB B习题习题二、填空题二、填空题1 1、单位应变引起的、单位应变引起的称为电阻丝的灵敏度系数。称为电阻丝的灵敏度系数。2 2、产生电阻应变片温度误差的主要因素有、产生电阻应变片温度误差的主要因素有 的影的影响和响和 的影响。的影响。3 3、直流电桥平衡条件是、直流电桥平衡条件是 。4 4、直流电桥的电压灵敏度与电桥的供电电压的关系是、直流电桥的电压灵敏度与电桥的供电电压的关系是 关系。关系。5 5、电阻应变片的温度补偿中，若采用电桥补偿法测量应变时，、电阻应变片的温度补偿中，若采用电桥补偿法测量应变时， 粘贴在被测试件表面上，

40、补偿应变片粘贴在与被测试件完全粘贴在被测试件表面上，补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的相同的 上，且补偿应变片上，且补偿应变片 。6 6、半导体应变片工作原理是基于、半导体应变片工作原理是基于 效应，它的灵敏系数比效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数金属应变片的灵敏系数 。7 7、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除 同时还能起到同时还能起到 的作用。的作用。8 8、电阻应变式传感器的核心元件是、电阻应变式传感器的核心元件是 ，其工作原理，其工作原理是基于是基于 。电阻值变化量电阻值变化量试件材料和电阻丝材料的线膨胀系

41、数试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数 相邻两臂电阻的比值相等相邻两臂电阻的比值相等正比正比工作应变片工作应变片补偿块补偿块不承受应变不承受应变压阻压阻大大非线性误差非线性误差提高灵敏度提高灵敏度电阻应变片电阻应变片应变效应应变效应电阻温度系数电阻温度系数习题习题9 9、应变式传感器中的测量电路是式将应变片的、应变式传感器中的测量电路是式将应变片的 转换成转换成 的变化，以便方便地显示被测非电量的大小。的变化，以便方便地显示被测非电量的大小。1010、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除 ， 同时还能起到同时还能起到 的作用。的

42、作用。1111、应变式传感器是由、应变式传感器是由 和电阻应变片及一些附件组成的。和电阻应变片及一些附件组成的。1212、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称 效应；固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种效应；固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称现象称 效应。效应。1313、应变片可以把应变的变化转换为电阻的变化，为显示与记录应变的大小，、应变片可以把应变的变化转换为电阻的变化，为显示与记录应变的大小，还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化，完成上述作用的电路称为电阻还要把电阻的变化再转换为

43、电压或电流的变化，完成上述作用的电路称为电阻应变式传感器的应变式传感器的_ _ _ _ _，一般采用测量电桥。，一般采用测量电桥。1414、电阻应变片的温度误差是由、电阻应变片的温度误差是由 的改变给测量带来的附加误差，其的改变给测量带来的附加误差，其产生的原因有产生的原因有 的影响和的影响和 的的影响。影响。1515、要把微小应变引起的微小电阻变化精确的测量出来，需采用特别设计的测、要把微小应变引起的微小电阻变化精确的测量出来，需采用特别设计的测量电路，通常采用量电路，通常采用 或或 。1616、减小或消除非线性误差的方法有、减小或消除非线性误差的方法有 和采用差动电桥。其中差和采用差动电桥

44、。其中差动电桥可分为动电桥可分为 和和 两种方式。两种方式。电阻变化量电阻变化量电量电量非线性误差非线性误差温度补偿温度补偿弹性元件弹性元件应变应变压阻压阻信号调节电路信号调节电路环境温度环境温度电阻温度系数电阻温度系数试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数 直流电桥直流电桥交流电桥交流电桥提高桥臂比提高桥臂比半桥差动半桥差动全桥差动全桥差动习题习题三、简答题三、简答题1 1、什么叫应变效应？什么叫应变效应？ 利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。2 2、试简要说明电阻应变式传感器的温度误差产生的原因。试简要说明电阻应变式

45、传感器的温度误差产生的原因。 3 3、什么是直流电桥？若按桥臂工作方式不同，可分为哪几种？各自的输出电压什么是直流电桥？若按桥臂工作方式不同，可分为哪几种？各自的输出电压如何计算？如何计算？4 4、简述电阻应变计产生热输出简述电阻应变计产生热输出( (温度误差温度误差) )的原因及其补偿方法。的原因及其补偿方法。5 5、试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。6 6、 金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？ 7 7、简要说明电阻应变式传感器的工作原理。简要说明电阻应变式传感器的

46、工作原理。8 8、请简要一下解释压阻效应。请简要一下解释压阻效应。四、计算题四、计算题1 1、在半导体应变片电桥电路中，其一桥臂为半导体应变片，其余均为固定电阻，在半导体应变片电桥电路中，其一桥臂为半导体应变片，其余均为固定电阻，该桥路受到该桥路受到=4300=4300应变作用。若该电桥测量应变时的非线性误差为应变作用。若该电桥测量应变时的非线性误差为1%1%，n=Rn=R2 2/R/R1 1=1=1，则该应变片的灵敏系数为多少？，则该应变片的灵敏系数为多少？习题习题2 2、图中，设负载电阻为无穷大（开路），图中图中，设负载电阻为无穷大（开路），图中E=4VE=4V， R R1 1=R=R2

47、2=R=R3 3=R=R4 4=100=100。（1 1）R R1 1为金属应变片，其余为外接电阻，当为金属应变片，其余为外接电阻，当R R1 1的增量为的增量为R R1 1=1.0=1.0时，试求电时，试求电桥的输出电压桥的输出电压U Uo o。（2 2）R R1 1，R R2 2都是应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为都是应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，试求电桥的输出电压外接电阻，试求电桥的输出电压U Uo o。（3 3）R R1 1，R R2 2都是应变片，且批号相同，感应应变的大小为都是应变片，且批号相同，感应应变的大小为R R1 1=

48、 =R R2 2=1.0=1.0，但，但极性相反，其余为外接电阻，试求电桥的输出电压极性相反，其余为外接电阻，试求电桥的输出电压U Uo o。R1R2R4R3ACBEDIoRLUo+-习题习题3 3、图中，设电阻应变片图中，设电阻应变片R R1 1的灵敏度系数的灵敏度系数K=2.05K=2.05，未受到应变时，未受到应变时，R R1 1=120=120。当。当试件受力试件受力F F时，应变片承受平均应变时，应变片承受平均应变=800m/m=800m/m。试求：。试求：（1 1）应变片的电阻变化量）应变片的电阻变化量R R1 1和电阻相对变化量和电阻相对变化量R R1 1/R/R1 1。（2 2

49、）将电阻应变片）将电阻应变片R R1 1置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V3V，求电桥输出，求电桥输出的电压及其非线性误差。的电压及其非线性误差。（3 3）如果要减小非新性误差，应采取何种措施？并分析其电桥输出电压及非线）如果要减小非新性误差，应采取何种措施？并分析其电桥输出电压及非线性误差大小。性误差大小。习题习题4 4、一应变片的电阻一应变片的电阻R=120 R=120 ，k=2.05k=2.05，用作应变片为，用作应变片为800m/m800m/m的传感元件。的传感元件。. .求求R/RR/R和和RR；. .若电源电压若电源电压U=3VU=3V，惠

50、斯登电桥初始平衡，求输出电压，惠斯登电桥初始平衡，求输出电压U U0 0。1111、一个直流应变电桥如图、一个直流应变电桥如图5-385-38。已知：。已知：R1=R2=R3=R4=R=120R1=R2=R3=R4=R=120，E=4VE=4V，电阻应，电阻应变片灵敏度变片灵敏度S=2S=2。求：（。求：（1 1）当）当R1R1为工作应变片，其余为外接电阻，为工作应变片，其余为外接电阻，R1R1受力后变受力后变化化R1/R=1/100R1/R=1/100时，输出电压为多少？时，输出电压为多少？ （2 2）当）当R2R2也改为工作应变片，若也改为工作应变片，若R2R2的电阻变化为的电阻变化为1/

51、1001/100时，问时，问R1R1和和R2R2是否能感是否能感受同样极性的应变，为什么？受同样极性的应变，为什么？习题习题5 5、一个直流应变电桥如图（一个直流应变电桥如图（a a）所示，已知）所示，已知R1=R2=R3=R4=R=100, E=4VR1=R2=R3=R4=R=100, E=4V，电阻，电阻应变片灵敏度应变片灵敏度S=2S=2。求：求：1 1）当）当R1R1为工作应变片，其余为外接电阻，为工作应变片，其余为外接电阻，R1R1受力后变化受力后变化R1/R=1/100R1/R=1/100时，时，输出电压为多少？输出电压为多少？2 2）当）当R2R2也改为工作应变片，若也改为工作应

52、变片，若R2R2的电阻变化为的电阻变化为1/1001/100时，问时，问R1R1和和R2R2能否感受同能否感受同样极性的应变，为什么？样极性的应变，为什么？ 3 3）若要测量图（）若要测量图（b b）所示悬臂梁的受力）所示悬臂梁的受力F, F, 四个臂全部为应变片，请在梁上标出四个臂全部为应变片，请在梁上标出R1R1、R2R2、R3R3、R4R4应变片粘贴的位置。应变片粘贴的位置。R1R2R3R4EU0F (a) (a) (b) (b) 习题习题6 6、已知一等强度梁测力系统，已知一等强度梁测力系统，RxRx为电阻应变片，应变片灵敏系数为电阻应变片，应变片灵敏系数K=2K=2，未受应，未受应变

53、时，变时，Rx = 100Rx = 100。当试件受力。当试件受力F F时，应变片承受平均应变时，应变片承受平均应变 = 1000m/m = 1000m/m，求：，求：（1 1）应变片电阻变化量）应变片电阻变化量RxRx和电阻相对变化量和电阻相对变化量Rx/Rx Rx/Rx 。（2 2）将电阻应变片）将电阻应变片RxRx置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V3V，求电桥输出，求电桥输出电压及电桥非线性误差。电压及电桥非线性误差。（3 3）若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍，应采取哪些措施？）若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍，应

54、采取哪些措施？分析在不同措施下的电桥输出电压及电桥非线性误差大小。分析在不同措施下的电桥输出电压及电桥非线性误差大小。作业作业题题 3.73.7：解：解： （1 1）R R1 1为应变片时属于单臂为应变片时属于单臂（2 2）如）如R R1 1，R R2 2感受极性和大小相同，感受极性和大小相同，Uo=0Uo=0。（3 3）如）如R R1 1，R R2 2感受极性和大小相同，感受极性和大小相同， 若若R R1 1受拉应变，受拉应变，R R2 2受压应变：受压应变： 若若R R1 1受压应变，受压应变，R R2 2受拉应变：受拉应变： oER4 1.0U0.01V4R4 100113o112234

55、RRR1001.01UE 40.02V(RR )(RR )RR2002 113o112234RRR1001.01UE 40.02V(RR )(RR )RR2002 作业作业题 3.8：解：（1 1） （2 2）将电阻应变片）将电阻应变片R R1 1置于单臂测量电桥，取其他桥臂电阻也为置于单臂测量电桥，取其他桥臂电阻也为R R1 1 。当。当 R R1 1有有 R R1 1的变化时，电桥输出电压为的变化时，电桥输出电压为 ： 非线性误差：非线性误差： 11RKR 1968. 01064. 111311RKRKRR31o1RE3U1.64 100.00123V4R4111L1111RRR0.196

56、80.00082R2RR2 120+0.19682+R作业作业解：（3）采用差动电桥：）采用差动电桥：半桥差动：半桥差动： 全桥差动：全桥差动： 1o1REU2 0.00123=0.00246V2RL0L01o1RUE4 0.00123=0.00492VR592.3.5 2.3.5 热电阻式检测元件热电阻式检测元件 l原理：原理：基于导体或半导体的电阻随温度变化的性基于导体或半导体的电阻随温度变化的性质质热电阻效应热电阻效应； 通过测量其电阻值推算出被通过测量其电阻值推算出被测物体的温度，测物体的温度，电阻温度传感器的工作原理电阻温度传感器的工作原理。 电阻温度传感器主要用于测量电阻温度传感器

57、主要用于测量-200-200500500范围范围内的温度。内的温度。*60l热电阻的材料应具有以下特性：热电阻的材料应具有以下特性： （1 1）电阻温度系数要大而且稳定，电阻值）电阻温度系数要大而且稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系；与温度之间应具有良好的线性关系； （2 2）电阻率高，热容量小，反应速度快；）电阻率高，热容量小，反应速度快； （3 3）材料的复现性和工艺性好，价格低；）材料的复现性和工艺性好，价格低； （4 4）在测温范围内化学物理性能稳定。）在测温范围内化学物理性能稳定。 纯金属是热电阻的主要制造材料。纯金属是热电阻的主要制造材料。61（1 1）金属热电阻：）金属热

58、电阻：一般金属的电阻值都随温度的升高而一般金属的电阻值都随温度的升高而升高。升高。 金属热电阻需考虑问题金属热电阻需考虑问题lR R0 0（t t0 0的的R R）的大小）的大小综合考虑常用的综合考虑常用的R R0 05050 和和R R0 0100100 l电阻丝的粗细电阻丝的粗细综合考虑：综合考虑：铂电阻铂电阻 d d0.030.030.07mm0.07mm铜电阻铜电阻 d d0.1mm0.1mm目前常用的金属热电阻有铂电阻、铜电阻。目前常用的金属热电阻有铂电阻、铜电阻。热电阻丝热电阻丝热电阻式检测元件分为两大类：热电阻式检测元件分为两大类：一是金属一是金属热电阻热电阻，二是半导体二是半导

59、体热敏电阻热敏电阻 。*62 铂电阻与温度之间的关系接近于线性，铂电阻与温度之间的关系接近于线性， 在在0850范围内可用下式表示范围内可用下式表示 在在-2000范围内为范围内为 目前国内统一设计的一般工业用标准铂电阻目前国内统一设计的一般工业用标准铂电阻R0值值有有100 和和500 两种两种，并将电阻值，并将电阻值Rt与温度与温度t的相应关系统一列成表格的相应关系统一列成表格，称，称分度表分度表，分度号分度号分别用分别用pt100和和pt500表示。表示。201BtAtRRt1001320ttCBtAtRRt 温度系数（温度系数（A A、B B、C C）：）：电阻的温度变化电阻的温度变化

60、1 1 时电阻值的时电阻值的相对变化率。相对变化率。*铂电阻铂电阻63 实际测量中实际测量中, 只要测得热电阻的阻值只要测得热电阻的阻值Rt, 便可从便可从分度表上查出对应的温度值。分度表上查出对应的温度值。 铂电阻丝铂电阻丝 银引出线银引出线骨骨架架*64铂热电阻铂热电阻P Pt100t100分度表分度表* 在测量精度要求不高，且测温范围比较小的情况在测量精度要求不高，且测温范围比较小的情况下，可采用铜做热电阻材料代替铂电阻。下，可采用铜做热电阻材料代替铂电阻。 在在-50150的温度范围内，铜电阻与温度呈线的温度范围内，铜电阻与温度呈线性关系，其电阻与温度的函数表达式为性关系，其电阻与温度

61、的函数表达式为 铜电阻只能用在低温及无侵蚀性的介质中铜电阻只能用在低温及无侵蚀性的介质中. 我国以我国以R0值在值在50和和100条件下，制成相应分度条件下，制成相应分度表作为标准。表作为标准。 AtRtCBtAtRRt110320铜电阻丝铜电阻丝 骨架骨架铜引出线铜引出线 *铜电阻铜电阻66应用：热电阻测流量应用：热电阻测流量3 34 4不流动环境不流动环境 铂电阻铂电阻流动环境流动环境铂电阻铂电阻当液体不流动时，两个铂当液体不流动时，两个铂电阻等温，电桥平衡电阻等温，电桥平衡*当液体流动时，铂电阻当液体流动时，铂电阻4 4温度随流速变化，铂电阻温度随流速变化，铂电阻3 3温度不温度不随流速

62、变化，流体速度将引起电桥的不平衡输出。随流速变化，流体速度将引起电桥的不平衡输出。67 热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度变化这热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度变化这一特性制成的一种热敏元件。一特性制成的一种热敏元件。 结构外形：结构外形：圆片形、柱形、珠形等圆片形、柱形、珠形等 符号符号 圆片形圆片形 柱形柱形 珠形珠形 符号符号 *（2 2）热敏电阻）热敏电阻68（1 1）灵敏度高。）灵敏度高。一般金属当温度变化一般金属当温度变化 ll时，其阻时，其阻值变化值变化0.40.4左右，而半导体热敏电阻变化可达左右，而半导体热敏电阻变化可达3 36 6；（2 2）体积小。）体积小。珠形热敏电阻

63、的探头的最小尺寸达珠形热敏电阻的探头的最小尺寸达0.2mm0.2mm，能测热电偶和其它温度计无法测量的空隙，能测热电偶和其它温度计无法测量的空隙、腔体、内孔等处的温度，如人体血管内的温度等、腔体、内孔等处的温度，如人体血管内的温度等；（3 3）使用方便。）使用方便。热敏电阻阻值范围在热敏电阻阻值范围在10102 210105 5欧姆之欧姆之间可任意挑选，热惯性小，而且不像热电偶需要冷间可任意挑选，热惯性小，而且不像热电偶需要冷端补偿，不必考虑线路引线电阻和接线方式，容易端补偿，不必考虑线路引线电阻和接线方式，容易实现远距离测量，功耗小。实现远距离测量，功耗小。*热敏电阻的特点热敏电阻的特点69

64、 热敏电阻的种类很多，分类方法也不相同。按热敏热敏电阻的种类很多，分类方法也不相同。按热敏电阻的阻值与温度关系这一重要特性可分为电阻的阻值与温度关系这一重要特性可分为:1 1正温度系数热敏电阻器（正温度系数热敏电阻器（PTCPTC） 电阻值随温度升高而增大的电阻器，简称电阻值随温度升高而增大的电阻器，简称PTC热敏热敏阻器。阻器。2 2负温度系数热敏电阻器（负温度系数热敏电阻器（NTCNTC） 电阻值随温度升高而下降的热敏电阻器电阻值随温度升高而下降的热敏电阻器,简称简称NTC热热敏电阻器。敏电阻器。3 3突变型负温度系数热敏电阻器（突变型负温度系数热敏电阻器（CTR)-CTR)-临界型临界型

65、 该类电阻器的电阻值在某特定温度范围内随温度升该类电阻器的电阻值在某特定温度范围内随温度升高而降低高而降低34个数量级，即具有很大个数量级，即具有很大负温度系数负温度系数。是一。是一种开关型热敏电阻种开关型热敏电阻 。具有很好的开关特性，常作为温度。具有很好的开关特性，常作为温度控制元件控制元件 热敏电阻的分类热敏电阻的分类 *70热敏电阻器的电阻热敏电阻器的电阻温度特性（温度特性（R RT TT T） 1234铂丝铂丝4060120 1600100101102103104105106RT/温度温度T/C热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻-温度特性曲线温度特性曲线1- -NTC；2- -CTR； 3

66、- -4 PTCTT与与RTT特性曲线一致。特性曲线一致。*71 热敏电阻的导电性能主要由内部的载流子（电子热敏电阻的导电性能主要由内部的载流子（电子和空穴）密度和迁移率所决定。和空穴）密度和迁移率所决定。 当温度升高时外层电子在热激发下，大量成为载当温度升高时外层电子在热激发下，大量成为载流子，使载流子的密度大大增加，活动能力加强流子，使载流子的密度大大增加，活动能力加强，从而导致其阻值急剧下降。，从而导致其阻值急剧下降。en1v ：电阻率：电阻率vn n：载流子浓度：载流子浓度ve e：载流子所带电荷：载流子所带电荷v ：载流子迁移率：载流子迁移率*热敏电阻的导电机理热敏电阻的导电机理72热敏电阻的应用热敏电阻的应用 l热敏电阻测温热敏电阻测温 l热敏电阻用于温度补偿热敏电阻用于温度补偿 仪表中仪表中常用的一些常用的一些零件多零件多数数是是用金属丝做成的，金属一般具用金属丝做成的，金属一般具有有正的温度系数正的温度系数，采用负温度，采用负温度系数的系数的热敏电阻热敏电阻进行补偿，进行补偿，可可以以抵消抵消由于由于温度温度变化所产生的变化所产生的误差误差。 *73热热敏敏电电阻阻液液