半导体应变片受力时阻值的变化主要是由什么引起的

半导体应变片受力时阻值的变化主要是由什么引起的,第1张

半导体应变片受力时阻值的变化主要是由电阻率的相对变化量引起的。电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量,某种物质所制成的原件的电阻与横截面积的乘积与长度的比值叫做这种物质的电阻率,电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,且与温度有关。

内容如下:

电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应的发生变化,这种现象称为“应变效应”。

半导体应变片是用半导体材料制成的,其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时,其电阻率发生变化的现象。

应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件,使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上,构件受力后由于测点发生应变,敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化,再由专用仪器测得其电阻变化大小,并转换为测点的应变值。

主要特点

1、 部分应变片具有自补偿功能,不需要补偿片,自身就能抑制应变温度漂移的功能。

2、 产品品种多、可以给客户在不同的测量场合,提供完善应变测量选择,主要有:普通、低温、高温、超高温防水、复合材料、混凝土、焊接式、焊接防水、半导体、测残余应力、等非常完善的产品规格和型号。

3、 测量温度范围广:-269℃-800℃。

4、 产品稳定性好、长时间测量,产品测量结果稳定。

5、 产品的测量形状多样,可以测量多种力学信号,如:测量扭矩、剪切应力、集中应力、等等。

利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件,又称半导体应变片。压阻效应是半导体晶体材料在某一方向受力产生变形时材料的电阻率发生变化的现象(见压阻式传感器)。半导体应变片需要粘贴在试件上测量试件应变或粘贴在d性敏感元件上间接地感受被测外力。利用不同构形的d性敏感元件可测量各种物体的应力、应变、压力、扭矩、加速度等机械量。半导体应变片与电阻应变片(见电阻应变片相比,具有灵敏系数高(约高 50~100倍)、机械滞后小、体积小、耗电少等优点。P型和N型硅的灵敏系数符号相反,适于接成电桥的相邻两臂测量同一应力。早期的半导体应变片采用机械加工、化学腐蚀等方法制成,称为体型半导体应变片。它的缺点是电阻和灵敏系数的温度系数大、非线性大和分散性大等。这曾限制了它的应用和发展。自70年代以来,随着半导体集成电路工艺的迅速发展,相继出现扩散型、外延型和薄膜型半导体应变片,上述缺点得到一定克服。半导体应变片主要应用于飞机、导d、车辆、船舶、机床、桥梁等各种设备的机械量测量。


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