1、School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.课课 程程 内内 容容School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.4.1 4.1 概概 述述4.2 4.2 电位器式传感器电位器式传感器4.3 4.3 应变式传感器应变式传感器4.5 4.5 热电式传感器热电式传感器4.6 4.6 电容式传感器电容式传感器4.7 4.7 变磁路传感器变磁路传感器4.8 4.8 压电式传感器压电式传感器School of Instru. Sci. &
2、Opto-electro. Eng.4.4 4.4 压阻式传感器压阻式传感器4.4.1 4.4.1 压阻式变换原理压阻式变换原理4.4.2 4.4.2 扩散电阻的阻值与几何参数的确定扩散电阻的阻值与几何参数的确定4.4.3 4.4.3 压阻式传感器温度漂移的补偿压阻式传感器温度漂移的补偿4.4.4 4.4.4 典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.n 压阻系数压阻系数yyxxKKRRnnaaRR纵向压阻系数纵向压阻系数横向压阻系数横向压阻系数纵向应力纵向应力横向应力横向应力压阻式变换原理压阻式变换原理Schoo
3、l of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.压阻系数矩阵压阻系数矩阵 654321T 654321T 6622211211. 66444444111212121112121211n 压阻系数压阻系数压阻式变换原理压阻式变换原理School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng. 66444444111212121112121211P P型硅：型硅：N N型硅：型硅：1211，44可忽略，可忽略，可忽略，可忽略，11144Pa10138.12111211111Pa102 .102压阻系数矩阵压阻系数矩阵n 压阻系数压阻系数压阻式变
4、换原理压阻式变换原理School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.n 压阻系数压阻系数212121212121441211112lnnmmla111,nmlP 方向在标准的立方晶格坐标系中的方向余弦方向在标准的立方晶格坐标系中的方向余弦 22212221222144121112nnmmlln任意晶向的压阻系数任意晶向的压阻系数nnaaRR222,nmlQ 方向在标准的立方晶格坐标系中的方向余弦方向在标准的立方晶格坐标系中的方向余弦 压阻式变换原理压阻式变换原理School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.(1) (
5、1) 计算计算的纵向、横向压阻系数的纵向、横向压阻系数 计算实例计算实例n 压阻系数压阻系数任意晶向的压阻系数任意晶向的压阻系数压阻式变换原理压阻式变换原理10l 11m 01n21l 20m 02n111112441120a12111244120nSchool of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.(1) (1) 计算计算的纵向、横向压阻系数的纵向、横向压阻系数 计算实例计算实例(2) (2) 计算计算的纵向、横向压阻系数的纵向、横向压阻系数 n 压阻系数压阻系数任意晶向的压阻系数任意晶向的压阻系数压阻式变换原理压阻式变换原理10l 112m 112n 20
6、l 212m 212nSchool of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.(1) (1) 计算计算的纵向、横向压阻系数的纵向、横向压阻系数 计算实例计算实例(2) (2) 计算计算的纵向、横向压阻系数的纵向、横向压阻系数 n 压阻系数压阻系数任意晶向的压阻系数任意晶向的压阻系数压阻式变换原理压阻式变换原理111112441112441 1122 22a121112441112441 11 112 22 22n School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.(1) (1) 计算计算的纵向、横向压阻系数的纵向、横向压阻系数
7、计算实例计算实例(2) (2) 计算计算的纵向、横向压阻系数的纵向、横向压阻系数 (3) (3) 绘出绘出P P型硅型硅的纵向和横向压阻系数的分布图的纵向和横向压阻系数的分布图 n 压阻系数压阻系数任意晶向的压阻系数任意晶向的压阻系数压阻式变换原理压阻式变换原理School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.计算实例计算实例(3) (3) 绘出绘出的纵向和横向压阻系数的分布图的纵向和横向压阻系数的分布图 n 压阻系数压阻系数任意晶向的压阻系数任意晶向的压阻系数压阻式变换原理压阻式变换原理School of Instru. Sci. & Opto-elect
8、ro. Eng.计算实例计算实例(3) (3) 绘出绘出的纵向和横向压阻系数的分布图的纵向和横向压阻系数的分布图 cos1lsin1m01nsin2lcos2m02n2sin21244a2sin21244nn 压阻系数压阻系数任意晶向的压阻系数任意晶向的压阻系数压阻式变换原理压阻式变换原理School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.计算实例计算实例(3) (3) 绘出绘出的纵向和横向压阻系数的分布图的纵向和横向压阻系数的分布图 2sin21244a2sin21244n。 n 压阻系数压阻系数任意晶向的压阻系数任意晶向的压阻系数压阻式变换原理压阻式变换原
9、理School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.4.4 4.4 压阻式传感器压阻式传感器4.4.1 4.4.1 压阻式变换原理压阻式变换原理4.4.2 4.4.2 扩散电阻的阻值与几何参数的确定扩散电阻的阻值与几何参数的确定4.4.3 4.4.3 压阻式传感器温度漂移的补偿压阻式传感器温度漂移的补偿4.4.4 4.4.4 典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器n 压阻式加速度传感器压阻式加速度传感器典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器S
10、chool of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器 敏感结构敏感结构高压腔引线硅膜片低压腔硅杯：周边：周边固支圆膜片固支圆膜片典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.高压腔引线硅膜片低压腔硅杯：周边固支圆膜片应力周边固支圆膜片应力压敏电阻的变化压敏电阻的变化电桥输出电桥输出p 框图？框图？压敏电阻的变化压敏电阻的变化典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器工作机理工作机理School of Instru. Sci
11、. & Opto-electro. Eng. 特性方程特性方程2223183rRHpr22231183rRHprpRHpP P型硅型硅(001)(001)面内面内2sin21244a2sin21244n典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.rpRHpP P型硅型硅(001)(001)面内面内rannnaarRR 2sin81322442Hpr选取选取nrarnannaaRR 2sin81322442Hpr选取选取rna径向径向环向环向典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器 特性
12、方程特性方程n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.rpRHpP P型硅型硅(001)(001)面内面内nnaarRR 2442813HprnnaaRR 2442813Hpr典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器 特性方程特性方程n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.rRR 2442813Hpr RR2442813Hpr高压腔引线硅膜片低压腔硅杯典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器 特性方程特性方程n 压阻式压力传感器压阻式压力传感
13、器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.rRR 2442813Hpr RR2442813Hpr inoutRp UURR T 典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器 特性方程特性方程n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng. 测量误差测量误差( (温度误差温度误差) ) 改进措施改进措施( (温度误差温度误差) ) inoutR p UURR T RUpRUinout典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器School of Instru
14、. Sci. & Opto-electro. Eng.n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器 应用特点应用特点 集成式传感器集成式传感器 先进的传感器先进的传感器 微机械传感器微机械传感器 智能化传感器智能化传感器典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器 工业自动化领域工业自动化领域 能源、石油化工能源、石油化工 航空航天地面测试航空航天地面测试典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器典型应用典型应用School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng
15、.ma硅梁x0Ll 框图？框图？典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器n 压阻式压力传感器压阻式压力传感器n 压阻式加速度传感器压阻式加速度传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.4.4 4.4 压阻式传感器压阻式传感器( (小结小结) )4.4.1 4.4.1 压阻式变换原理压阻式变换原理4.4.2 4.4.2 扩散电阻的阻值与几何参数的确定扩散电阻的阻值与几何参数的确定4.4.3 4.4.3 压阻式传感器温度漂移的补偿压阻式传感器温度漂移的补偿4.4.4 4.4.4 典型的压阻式传感器典型的压阻式传感器“”作作 业：业：P177P177，前
16、，前7 7题任选题任选3 3题，后面的任选题，后面的任选4 4题题 预预 习习第第7 7章章 热电式传感器热电式传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.4.1 4.1 概概 述述4.2 4.2 电位器式传感器电位器式传感器4.3 4.3 应变式传感器应变式传感器4.4 4.4 压阻式传感器压阻式传感器4.6 4.6 电容式传感器电容式传感器4.7 4.7 变磁路传感器变磁路传感器4.8 4.8 压电式传感器压电式传感器School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.4.5 4.5 热电式传感器热电式传感器
17、4.5.1 4.5.1 概概 述述4.5.2 4.5.2 热电阻测温传感器热电阻测温传感器4.5.3 4.5.3 热电偶测温热电偶测温4.5.4 4.5.4 半导体半导体P-NP-N结测温传感器结测温传感器4.5.5 4.5.5 其他测温系统其他测温系统4.5.6 4.5.6 应用实例应用实例School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.n 温度的概念温度的概念n 温温 标标n 温度标准的传递温度标准的传递n 温度计的标定与校正温度计的标定与校正n 测温方法与测温仪器的分类测温方法与测温仪器的分类冷热冷热分子运动分子运动内涵量内涵量四川富豪提出宇宙相对论
18、挑战爱因斯坦相对论四川富豪提出宇宙相对论挑战爱因斯坦相对论 School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.n 温度的概念温度的概念的实验是把一块在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减轻了0.02060.0206克，冷冻后比室克，冷冻后比室温状态下增加了温状态下增加了0.04660.0466克克。冯认为，称重变轻是因为 School of Instru. Sci. & Opto-electro. Eng.实验装置、实验过程、机理分析？实验装置、实验过程、机理分析？影响重量影响重量的因素的因素 ？n 温度的概念温度的概念
