传感器应用技术实操练习七：压阻式压力传感器测量压力特性.docx

实操练习七：压阻式压力传感器测量压力特性一、测试目的：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和标定方法。二、基本原理：扩散硅压阻式压力传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应，在半导体受力变形时会暂时改变晶体结构的对称性，因而改变了半导体的导电机理，使得它的电阻率发生变化，这种物理现象称之为半导体的压阻效应。一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它上面直接蒸镀扩散出多个半导体电阻应变薄膜（扩散出P型或N型电阻条）组成电桥。在压力（压强）作用下弹性元件产生应力，半导体电阻应变薄膜的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，经电桥转换成电压输出，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。图91为压阻式压力传感器压力测量实验原理图。电压表三、需用器件与单元：主机箱中的气压表、气源接口、电压表、直流稳压电源±15V、±2V±10V（步进可调）；压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。四、实操步骤：1、按72示意图安装传感器、连接引压管和电路：将压力传感器安装在压力传感器实验模板的传感器支架上；引压胶管一端插入主机箱面板上的气源的快速接口中（注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压,则可轻松拉出）,另一端口与压力传感器相连；压力传感器引线为4芯线（专用引线），压力传感器的1端接地，2端为输出Vo+,3端接电源+4V,4端为输出Vo-。具体接线见图72。图72压阻式压力传感器测压实验安装、接线示意图2、将主机箱中电压表量程切换开关切到2V档；可调电源±2V±10V调节到±4V档。实验模板上RWl用于调节放大器增益、RW2用于调零，将RWl调节到的1/3位置（即逆时针旋到底再顺时针旋3圈）。合上主机箱电源开关，仔细调节RW2使主机箱电压表显示为零。3、合上主机箱上的气源开关，启动压缩泵，逆时针旋转转子流量计下端调压阀的旋钮，此时可看到流量计中的滚珠在向上浮起悬于玻璃管中，同时观察气压表和电压表的变化。4、调节流量计旋钮，使气压表显示某一值，观察电压表显示的数值。5、仔细地逐步调节流量计旋钮，使压力在2kPa18kPa之间变化（气压表显示值），每上升IkPa气压分别读取电压表读数，将数值列于表8o表7压阻式压力传感器测压实验数据P（kPa）Vo（p-p）6、画出实验曲线计算本系统的灵敏度和非线性误差。7、如果本装置要成为一个压力计，则必须对电路进行标定，方法采用逼近法：输入4kPa气压，调节Rw2（低限调节），使电压表显示0.3V（有意偏小），当输入16kPa气压，调节RWl（高限调节）使电压表显示L3V（有意偏小）；再调气压为4kPa,调节Rw2（低限调节），使电压表显示0.35V（有意偏小），调气压为16kPa,调节RWl（高限调节）使电压表显示1.4V（有意偏小）；这个过程反复调节直到逼近自己的要求（4kpa对应0.4V,16kpa对应1.6V）即可。测试完毕，关闭电源。