北航传感器技术及应用.ppt

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1、传感器技术及应用,第1部分：绪 论第2部分：传感器的输入输出特性第3部分：传感器敏感结构的力学特性第4部分：几种典型的模拟式传感器第5部分：谐振式传感器第6部分：发展中的传感器新技术第7部分：总 结,课 程 内 容,4.1 概 述4.2 电位器式传感器4.3 应变式传感器4.4 压阻式传感器4.5 热电式传感器4.6 电容式传感器4.7 变磁路传感器4.8 压电式传感器,第4部分：几种典型的模拟式传感器,4.4 压阻式传感器,4.4.1 压阻式变换原理4.4.2 扩散电阻的阻值与几何参数的确定4.4.3 压阻式传感器温度漂移的补偿4.4.4 典型的压阻式传感器,压阻系数,纵向压阻系数,横向压阻

2、系数,纵向应力,横向应力,4.4.1 压阻式变换原理,压阻系数矩阵,压阻系数,4.4.1 压阻式变换原理,P型硅：,N型硅：,可忽略，,可忽略，,压阻系数矩阵,压阻系数,4.4.1 压阻式变换原理,压阻系数,P 方向在标准的立方晶格坐标系中的方向余弦,任意晶向的压阻系数,Q 方向在标准的立方晶格坐标系中的方向余弦,4.4.1 压阻式变换原理,(1)计算(001)面上晶向的纵向、横向压阻系数,计算实例,压阻系数,任意晶向的压阻系数,4.4.1 压阻式变换原理,(1)计算(001)面上晶向的纵向、横向压阻系数,计算实例,(2)计算(100)面上晶向的纵向、横向压阻系数,压阻系数,任意晶向的压阻系数

3、,4.4.1 压阻式变换原理,(1)计算(001)面上晶向的纵向、横向压阻系数,计算实例,(2)计算(100)面上晶向的纵向、横向压阻系数,压阻系数,任意晶向的压阻系数,4.4.1 压阻式变换原理,(1)计算(001)面上晶向的纵向、横向压阻系数,计算实例,(2)计算(100)面上晶向的纵向、横向压阻系数,(3)绘出P型硅(001)面内的纵向和横向压阻系数的分布图,压阻系数,任意晶向的压阻系数,4.4.1 压阻式变换原理,计算实例,(3)绘出P型硅(001)面内的纵向和横向压阻系数的分布图,压阻系数,任意晶向的压阻系数,4.4.1 压阻式变换原理,计算实例,(3)绘出P型硅(001)面内的纵向

4、和横向压阻系数的分布图,压阻系数,任意晶向的压阻系数,4.4.1 压阻式变换原理,计算实例,(3)绘出P型硅(001)面内的纵向和横向压阻系数的分布图,压阻系数,任意晶向的压阻系数,4.4.1 压阻式变换原理,4.4 压阻式传感器,4.4.1 压阻式变换原理4.4.2 扩散电阻的阻值与几何参数的确定4.4.3 压阻式传感器温度漂移的补偿4.4.4 典型的压阻式传感器,自 学,压阻式压力传感器压阻式加速度传感器,4.4.4 典型的压阻式传感器,压阻式压力传感器,敏感结构,硅杯：周边固支圆膜片,4.4.4 典型的压阻式传感器,压力：周边固支圆膜片应力压敏电阻的变化电桥输出,压敏电阻的变化,4.4.

5、4 典型的压阻式传感器,压阻式压力传感器,工作机理,特性方程,P型硅(001)面内,4.4.4 典型的压阻式传感器,压阻式压力传感器,P型硅(001)面内,选取,选取,径向,环向,4.4.4 典型的压阻式传感器,特性方程,压阻式压力传感器,P型硅(001)面内,4.4.4 典型的压阻式传感器,特性方程,压阻式压力传感器,4.4.4 典型的压阻式传感器,特性方程,压阻式压力传感器,4.4.4 典型的压阻式传感器,特性方程,压阻式压力传感器,测量误差(温度误差),改进措施(温度误差),4.4.4 典型的压阻式传感器,压阻式压力传感器,压阻式压力传感器,应用特点,集成式传感器 先进的传感器 微机械传

6、感器 智能化传感器,4.4.4 典型的压阻式传感器,压阻式压力传感器,工业自动化领域 能源、石油化工 航空航天地面测试,4.4.4 典型的压阻式传感器,典型应用,4.4.4 典型的压阻式传感器,压阻式压力传感器压阻式加速度传感器,4.4 压阻式传感器(小结),4.4.1 压阻式变换原理4.4.2 扩散电阻的阻值与几何参数的确定4.4.3 压阻式传感器温度漂移的补偿4.4.4 典型的压阻式传感器,压阻效应的“综合性”,作 业：P177，前7题任选3题，后面的任选4题,预 习第7章 热电式传感器,4.1 概 述4.2 电位器式传感器4.3 应变式传感器4.4 压阻式传感器4.5 热电式传感器4.6

7、 电容式传感器4.7 变磁路传感器4.8 压电式传感器,第4部分：几种典型的模拟式传感器,4.5 热电式传感器,4.5.1 概 述4.5.2 热电阻测温传感器4.5.3 热电偶测温4.5.4 半导体P-N结测温传感器4.5.5 其他测温系统4.5.6 应用实例,温度的概念温 标温度标准的传递温度计的标定与校正测温方法与测温仪器的分类,冷热分子运动内涵量,四川富豪提出宇宙相对论挑战爱因斯坦相对论,报道：,4.5.1 概 述,温度的概念,冯劲松的实验是把一块在15摄氏度的室温下的普通铁块(或其他金属、陶瓷等)，放到能精确到万分之一克的电子天平上称重为93.2593克，然后把它放到电炉上加热到300摄氏度时，其重量称得是93.2387克，当把它放在冰箱里冷却到零下18摄氏度时，发现其重量为93.3059克。它表明，铁块加热后比室温状态下减轻了0.0206克，冷冻后比室温状态下增加了0.0466克。冯认为，称重变轻是因为温度增高后，万有引力减小。而爱因斯坦的相对论，只谈到物体相对运动速度引起质量变化。,4.5.1 概 述,冷热分子运动内涵量,实验装置、实验过程、机理分析？,影响重量的因素？,温度的概念,4.5.1 概 述,