电阻式水位传感器 一文读懂电阻式传感器

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由电阻传感器和相应的测量电路组成的力测量、压力测量、称重、位移测量、加速度测量、扭矩测量等测量仪器，是冶金、电力、交通、石油化工、商业、生物医学、国防等部门自动称重、过程检测和生产过程自动化不可缺少的工具之一。

电阻式传感器

电阻传感器将测得的变化以某种方式转化为敏感元件电阻参数的变化，然后通过电路转化为电压或电流信号的输出，从而实现非电量的测量。

它可以用来检测各种机械和热量，如力、压力、位移、应变、速度、加速度、温度和湿度。它结构简单，性能稳定，成本低廉，在许多行业得到了广泛的应用。

因为电阻的材料和种类很多，导致电阻变化的物理原因也很多，构成了各种电阻传感元件和由这些元件组成的电阻传感器。

1.电阻应变仪的结构

电阻应变片又称电阻应变片，有多种结构形式，但其主要部件基本相同，由基片、敏感栅和覆盖层组成。

用应变片测量应变或应力时，在外力的作用下，被测物体会产生轻微的机械变形，应变片也会随着同样的变化而变化，同时应变片的电阻值也会相应变化。与金属应变仪相比，半导体应变仪最突出的优点是体积小、灵敏度高。

2)温度误差和补偿

由于半导体材料对温度非常敏感，压阻式传感器的电阻值和灵敏度系数随温度变化，分别产生零点漂移和灵敏度温漂的温度误差。压阻传感器通常在半导体衬底上扩散四个电阻。当四个扩散电阻阻值相等或相差不大，且电阻的温度系数相同时，其零点漂移和灵敏度温漂会很小，但在技术上很难实现。由于温度误差较大，压阻式传感器一般需要温度补偿。

3.压阻传感器的应用

利用半导体压阻效应，可以设计多种类型的压阻传感器。压阻式传感器具有体积小、结构简单、灵敏度高、动态响应好、长期稳定性好、迟滞和蠕变小、频率响应高、生产方便、成本低等优点。因此，它被广泛用于测量压力、压差、液位、加速度和流量。

1)压力测量

硅压阻式压力传感器由外壳、硅膜片(硅杯)和引线组成。

2)液位测量

它的工作原理是液位与液压成正比。该输入液位传感器易于安装，可适用于测量深度为几米至几十米、混有大量污垢和杂质的水或其他液体的液位。

3)加速度测量

它的悬臂梁直接由单晶硅制成，在悬臂梁根部扩散四个电阻相同的电阻，形成差分全桥。质量块安装在悬臂梁的自由端。当传感器受到加速度作用时，质量因惯性使悬臂梁变形并产生应力，从而改变扩散电阻的电阻。加速度的大小可以从电桥的输出信号中获得。

随着集成技术的发展，集成化、多功能化、智能化的混合集成和单片集成传感器得到了广泛的应用。有压阻式和电容式集成传感器，其中压阻式集成传感器发展迅速，应用广泛。

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