1、會計學1第第4章電阻章電阻(dinz)式傳感器式傳感器第一頁，共69頁。第1頁/共68頁第二頁，共69頁。取一段金屬導體取一段金屬導體(dot)(dot)（絲）如圖（絲）如圖4-24-2所所示，其電阻為示，其電阻為 拉而伸長時，則拉而伸長時，則、L L、r r 的變化的變化d d、dLdL、dr dr 將會引起將會引起(ynq)(ynq)電阻電阻dRdR的變化。對全微分，得出的變化。對全微分，得出根據材料力學原理，在彈性限度范圍內電阻絲軸向應變與徑向應變存在如下根據材料力學原理，在彈性限度范圍內電阻絲軸向應變與徑向應變存在如下關系關系式中，式中， 為金屬材料的泊松系數，為金屬材料的泊松系數，

2、=0=00.50.5。負號表示二者變化方向相反。負號表示二者變化方向相反。第2頁/共68頁第三頁，共69頁。近一步的分析近一步的分析(fnx)(fnx)得出得出 式中，式中，EE為壓阻效應為壓阻效應(xioyng)(xioyng)項，隨電阻率而項，隨電阻率而變化。變化。進一步得出進一步得出 式中，式中，KK為電阻絲應變片的靈敏為電阻絲應變片的靈敏(ln mn)(ln mn)系數。系數。 （4-3）（4-4）第3頁/共68頁第四頁，共69頁。第4頁/共68頁第五頁，共69頁。 應變式傳感器是利用導體或半導體材料的應變效應制成的一種測量器件應變式傳感器是利用導體或半導體材料的應變效應制成的一種測量

3、器件，用于測量微小的機械變化量。機械應變一般都較小，在，用于測量微小的機械變化量。機械應變一般都較小，在10-310-3l0-6l0-6范圍范圍內，而常規的電阻應變片的靈敏度系數值很小（內，而常規的電阻應變片的靈敏度系數值很小（K 2K 2），所以其電阻變），所以其電阻變化范圍小，約化范圍小，約10-110-1l0-4l0-4數量級，要把微小應變引起的微小電阻變化精確數量級，要把微小應變引起的微小電阻變化精確地測量出來，需要采用特別設計的測量電路。通常采用直流電橋或交流電地測量出來，需要采用特別設計的測量電路。通常采用直流電橋或交流電橋，下面橋，下面(xi mian)(xi mian)以直流電

4、橋為例分析其工作原理及特性。以直流電橋為例分析其工作原理及特性。電橋平衡時電橋平衡時U0=0U0=0，即電橋無輸出電壓，即電橋無輸出電壓，根據式（根據式（4-74-7）則有）則有這就是電橋平衡的條件，即這就是電橋平衡的條件，即相鄰兩臂電阻的比值相等相鄰兩臂電阻的比值相等。第5頁/共68頁第六頁，共69頁。 可將上式簡化可將上式簡化(jinhu)(jinhu)為為 定義電橋定義電橋(din qio)(din qio)的電壓靈敏度為的電壓靈敏度為 電壓靈敏度越大，說明應變片電阻相對變化相同的情況下，電壓靈敏度越大，說明應變片電阻相對變化相同的情況下，電橋輸出電壓越大電橋輸出電壓越大，電橋，電橋越靈

5、敏越靈敏。這就是。這就是電壓靈敏度的物理意義電壓靈敏度的物理意義 第6頁/共68頁第七頁，共69頁。（1 1）電橋的電壓靈敏度正比于電橋的供電電壓，要提高電橋的靈敏度，）電橋的電壓靈敏度正比于電橋的供電電壓，要提高電橋的靈敏度，必須提高電源電壓，但要受到應變片允許的功耗限制必須提高電源電壓，但要受到應變片允許的功耗限制(xinzh)(xinzh)。（2 2）電橋的電壓靈敏度是橋臂電阻比值）電橋的電壓靈敏度是橋臂電阻比值n n的函數，恰當地選取的函數，恰當地選取n n值有助值有助于取得較高的靈敏度。于取得較高的靈敏度。電橋單臂工作時，只有當電橋單臂工作時，只有當n=1n=1（即（即R1=R2=R

6、3=R4R1=R2=R3=R4）時，電橋的電壓靈）時，電橋的電壓靈敏度敏度KUKU最高。此時有最高。此時有 由此可知，由此可知， 當電源的電壓當電源的電壓(diny)E(diny)E和電阻相對變化量和電阻相對變化量R1/R1R1/R1不變時，電橋的輸出電壓不變時，電橋的輸出電壓(diny)(diny)及其靈敏度也不變，且與各橋臂電阻阻值大小無關。及其靈敏度也不變，且與各橋臂電阻阻值大小無關。由上式可知由上式可知(k (k zh)zh)第7頁/共68頁第八頁，共69頁。實際情況實際情況(qngkung)(qngkung)下電橋輸出電壓為下電橋輸出電壓為則非線性誤差則非線性誤差(wch)(wch)

7、為為如果是四等臂電橋，即如果是四等臂電橋，即n=1n=1，則非線性誤差為，則非線性誤差為第8頁/共68頁第九頁，共69頁。因此，減小或消除非線性誤差的方法是因此，減小或消除非線性誤差的方法是1 1）提高橋臂比）提高橋臂比 由式（由式（4-134-13）可知，提高橋臂比，非線性誤差將減小。但根據式（）可知，提高橋臂比，非線性誤差將減小。但根據式（4-114-11）可知，電橋的電壓靈敏度將降低，為了保持可知，電橋的電壓靈敏度將降低，為了保持(boch)(boch)靈敏度不降低，必須相靈敏度不降低，必須相應地提高供電電壓。應地提高供電電壓。2 2）采用差動電橋）采用差動電橋 采用差動電橋可以減小或消

8、除非線性誤差，差動電橋分半橋差動和全橋采用差動電橋可以減小或消除非線性誤差，差動電橋分半橋差動和全橋差動兩種情形。差動兩種情形。第9頁/共68頁第十頁，共69頁。如果如果(rgu)(rgu)R1=R1=R2R2，R1=R2=R3=R4R1=R2=R3=R4，則得到，則得到可見，可見，UOUO與與R1R1呈線性關系，呈線性關系，即半橋差動電路無非線性誤差，且電橋電壓即半橋差動電路無非線性誤差，且電橋電壓(diny)(diny)靈敏度比單臂工作時提高了一倍靈敏度比單臂工作時提高了一倍，KU=E/2KU=E/2。第10頁/共68頁第十一頁，共69頁。整理整理(zhngl)(zhngl)得到得到在上述

9、公式中，在上述公式中，可以是軸向應變，也可以是徑向應變。當應變片的粘貼方向確定可以是軸向應變，也可以是徑向應變。當應變片的粘貼方向確定(qudng)(qudng)后，若為壓應變，則后，若為壓應變，則以負值帶入；若為拉應變，則以負值帶入；若為拉應變，則以正值帶入。以正值帶入。從式（從式（4-184-18）可以得知，）可以得知， 全橋差動電路不僅沒有非線性誤差，且電壓全橋差動電路不僅沒有非線性誤差，且電壓靈敏度是單臂工作時的靈敏度是單臂工作時的4 4倍，倍，K KU U=E=E。 所以，全橋差動電路工作時，輸出電壓最大所以，全橋差動電路工作時，輸出電壓最大，檢測的靈敏度最高。，檢測的靈敏度最高。

10、第11頁/共68頁第十二頁，共69頁。第12頁/共68頁第十三頁，共69頁。第13頁/共68頁第十四頁，共69頁。（2）雙絲自補償應變片雙絲自補償應變片也稱為組合式的補償片或雙金屬敏感柵自補償片，這種應變片的敏感柵是由電阻溫度系數為一正一負的兩種合金絲串聯成的。有絲繞式和短接式兩種形式(xngsh)，如4-8所示。這種補償效果較前者為好，在工作溫度范圍內一般可以達到0.14 /。第14頁/共68頁第十五頁，共69頁。 圖圖4-94-9（a a）、（）、（b b）分別為柱）分別為柱式、筒式力傳感器，應變片粘貼式、筒式力傳感器，應變片粘貼(zhnti)(zhnti)在彈性體外壁應力分布在彈性體外壁

11、應力分布均勻的中間部分，對稱地粘貼均勻的中間部分，對稱地粘貼(zhnti)(zhnti)多片，電橋連線時考慮多片，電橋連線時考慮盡量減小載荷偏心和彎矩影響。盡量減小載荷偏心和彎矩影響。R1R1和和R3R3串接，串接，R2R2和和R4 R4 串接，并置于串接，并置于橋路對臂上，以減小彎矩影響，橫橋路對臂上，以減小彎矩影響，橫向貼片向貼片R5R5和和R7R7串接，串接，R6R6和和R8R8串接串接，作溫度補償用，接于另兩個橋臂，作溫度補償用，接于另兩個橋臂上。貼片在圓柱上的展開位置及其上。貼片在圓柱上的展開位置及其在橋路中的連接如圖在橋路中的連接如圖4-94-9（c c）、（）、（d d）所示。）

12、所示。第15頁/共68頁第十六頁，共69頁。 懸臂梁式傳感器有多懸臂梁式傳感器有多種形式。等截面梁就是種形式。等截面梁就是(jish)(jish)懸臂梁的橫截懸臂梁的橫截面處處相等的梁，如圖面處處相等的梁，如圖4-104-10（a a）所示。）所示。 第16頁/共68頁第十七頁，共69頁。 國內外生產國內外生產(shngchn)(shngchn)的電阻應變式傳感器種類繁多，涉及到各種應變片的電阻應變式傳感器種類繁多，涉及到各種應變片、力傳感器、荷重傳感器以及加速度傳感器等。表、力傳感器、荷重傳感器以及加速度傳感器等。表4-14-1列出了部分電阻應變式列出了部分電阻應變式傳感器的型號及用途。傳感

13、器的型號及用途。第17頁/共68頁第十八頁，共69頁。第18頁/共68頁第十九頁，共69頁。 稱重式料位計由裝在料槽的測力稱重式料位計由裝在料槽的測力傳感器、支承架、運算處理器以及傳感器、支承架、運算處理器以及料位指示報警儀組成。其工作原理料位指示報警儀組成。其工作原理如圖如圖4-114-11所示，它實際上是通過檢所示，它實際上是通過檢測料位槽原料質量測料位槽原料質量(zhling)(zhling)間間接指示其料位的，并可發出料位的接指示其料位的，并可發出料位的上下限報警。上下限報警。第19頁/共68頁第二十頁，共69頁。第20頁/共68頁第二十一頁，共69頁。 Uo=U1U2=（K1K2）h

14、g =（K1K2）Q/A （4-21）K1K1，K2K2為傳感器傳輸系數；為傳感器傳輸系數；QQ柱式容器內感壓膜柱式容器內感壓膜上面上面(shng min)(shng min)溶液的重量。溶液的重量。 由于電橋輸出電壓與柱式容器內感壓膜上面溶液的重量成線性關系，因此由于電橋輸出電壓與柱式容器內感壓膜上面溶液的重量成線性關系，因此(ync)(ync)可以測量容器內儲存的溶液重量。可以測量容器內儲存的溶液重量。第21頁/共68頁第二十二頁，共69頁。第22頁/共68頁第二十三頁，共69頁。第23頁/共68頁第二十四頁，共69頁。半導體材料半導體材料(cilio)(cilio)電阻的變化率電阻的變化

15、率主要是由主要是由引起的，而且半導體材料為各向異性，其壓阻系數與晶向有關，但總是有引起的，而且半導體材料為各向異性，其壓阻系數與晶向有關，但總是有式中式中 壓阻系數；壓阻系數；應力；應力； 半導體材料的電阻率。半導體材料的電阻率。 第24頁/共68頁第二十五頁，共69頁。第25頁/共68頁第二十六頁，共69頁。 上式說明，電橋輸出一方面與上式說明，電橋輸出一方面與R/RR/R成正比成正比，另一方面又與供橋電壓，另一方面又與供橋電壓UoUo成正比，即電橋的輸成正比，即電橋的輸出電壓除了與被測量成正比外，同時出電壓除了與被測量成正比外，同時(tngsh)(tngsh)與電橋輸入電壓與電橋輸入電壓U

16、oUo的大小和精度有關。當溫度改的大小和精度有關。當溫度改變時，輸出電壓變時，輸出電壓UscUsc還與溫度有關，即還與溫度有關，即UscUsc與與RTRT呈非線性關系，所以用恒壓源供電時，不能消除呈非線性關系，所以用恒壓源供電時，不能消除溫度的影響。溫度的影響。是由于溫度的增加是由于溫度的增加(zngji)而產生的電阻變化。而產生的電阻變化。第26頁/共68頁第二十七頁，共69頁。RABCRABCRADCRADC2 2（R+RTR+RT），那么，通過每條支路的電流），那么，通過每條支路的電流(dinli)(dinli)也相等，都等于總電流也相等，都等于總電流(dinli)(dinli)的的I0

17、/2I0/2。因此電橋的輸出為。因此電橋的輸出為 經整理經整理(zhngl)(zhngl)后得后得 電橋的輸出與電阻的變化量電橋的輸出與電阻的變化量RR成正比，也與電源電流成正比，即成正比，也與電源電流成正比，即輸出與恒輸出與恒流源供給的電流大小與精度有關。但電橋的輸出與溫度無關，不受溫度的流源供給的電流大小與精度有關。但電橋的輸出與溫度無關，不受溫度的影響。影響。第27頁/共68頁第二十八頁，共69頁。3 3溫度漂移溫度漂移壓阻式傳感器受到溫度影響后，就要產生零壓阻式傳感器受到溫度影響后，就要產生零NSNS3 31018/cm31018/cm33 31020/cm31020/cm3之間。之間

18、。第28頁/共68頁第二十九頁，共69頁。第29頁/共68頁第三十頁，共69頁。第30頁/共68頁第三十一頁，共69頁。第31頁/共68頁第三十二頁，共69頁。第32頁/共68頁第三十三頁，共69頁。第33頁/共68頁第三十四頁，共69頁。第34頁/共68頁第三十五頁，共69頁。第35頁/共68頁第三十六頁，共69頁。第36頁/共68頁第三十七頁，共69頁。該類傳感器可以測量心血管、顱內、尿道、子宮和眼球內等的壓力。目前，已有腦壓傳感器該類傳感器可以測量心血管、顱內、尿道、子宮和眼球內等的壓力。目前，已有腦壓傳感器、脈搏傳感器、食道、尿道壓力傳感器、小型、脈搏傳感器、食道、尿道壓力傳感器、小型

19、(xioxng)血液壓力傳感器、檢查青光眼和腎血液壓力傳感器、檢查青光眼和腎臟中血液壓力傳感器等。臟中血液壓力傳感器等。第37頁/共68頁第三十八頁，共69頁。 圖圖4-324-32是一種壓阻式加速度傳感器結構圖，傳感器采用了開環輸出的懸是一種壓阻式加速度傳感器結構圖，傳感器采用了開環輸出的懸臂梁結構。自由端用臂梁結構。自由端用906906膠粘結上敏感質量塊，基座可采用與單晶硅熱膨膠粘結上敏感質量塊，基座可采用與單晶硅熱膨脹系數相近的合金，如鈦合金。為減小質量塊的體積，可以采用高比重合脹系數相近的合金，如鈦合金。為減小質量塊的體積，可以采用高比重合金。懸臂梁的空腔灌滿阻尼油，保證一定的阻尼系數

20、。阻尼油可用硅油、金。懸臂梁的空腔灌滿阻尼油，保證一定的阻尼系數。阻尼油可用硅油、甘油或變壓器油。由于壓阻元件的低頻甘油或變壓器油。由于壓阻元件的低頻(dpn)(dpn)響應特性較好，上述傳感響應特性較好，上述傳感器結構一般適于測試低頻器結構一般適于測試低頻(dpn)(dpn)（0 0100 Hz100 Hz）、小量程加速度。）、小量程加速度。第38頁/共68頁第三十九頁，共69頁。圖圖4-334-33為一種高頻、高為一種高頻、高g g值的加速度傳感器結構，它采用柱體受力形式，可作沖擊值的加速度傳感器結構，它采用柱體受力形式，可作沖擊加速度測量。此類傳感器類似加速度測量。此類傳感器類似(li

21、s)(li s)于壓縮型壓電加速度傳感器于壓縮型壓電加速度傳感器 第39頁/共68頁第四十頁，共69頁。第40頁/共68頁第四十一頁，共69頁。在在-200-20000的溫度的溫度(wnd)(wnd)范圍內為范圍內為由上式可知，由上式可知， 要確定要確定RtRt和和t t的關系，必須先確定的關系，必須先確定R0R0。 目前我國規定工業用鉑熱電阻有目前我國規定工業用鉑熱電阻有R0=25R0=25和和R0=100R0=100兩種，它們兩種，它們(t (t men)men)的分度號分別為的分度號分別為Pt25Pt25和和Pt100Pt100，其中以，其中以Pt100Pt100為最常用。為最常用。 第

22、41頁/共68頁第四十二頁，共69頁。 銅電阻電阻率低、體積較大、熱慣性大、在銅電阻電阻率低、體積較大、熱慣性大、在100100以上容易氧化，因此在使用時要根以上容易氧化，因此在使用時要根據具體情況選用。與鉑電阻一樣，在工業中也把據具體情況選用。與鉑電阻一樣，在工業中也把R0=50R0=50和和R0=100R0=100對應的對應的Rt-tRt-t關系制關系制成分度表，稱為銅熱電阻分度表，相應分度號分別成分度表，稱為銅熱電阻分度表，相應分度號分別(fnbi)(fnbi)為為Cu50Cu50和和Cu100Cu100，參見書，參見書后附錄。后附錄。第42頁/共68頁第四十三頁，共69頁。第43頁/共

23、68頁第四十四頁，共69頁。第44頁/共68頁第四十五頁，共69頁。 為解決導線電阻的影響，工業熱電阻大多采用三線制電橋連接法，如圖為解決導線電阻的影響，工業熱電阻大多采用三線制電橋連接法，如圖4-364-36所示。圖所示。圖中中RtRt為熱電阻傳感器，其三根引出導線相同，阻值都是為熱電阻傳感器，其三根引出導線相同，阻值都是r r。其中一根與電橋電源相串聯，。其中一根與電橋電源相串聯，它對電橋的平衡它對電橋的平衡(pnghng)(pnghng)沒有影響，另外兩根分別與電橋的相鄰兩臂串聯，當電橋沒有影響，另外兩根分別與電橋的相鄰兩臂串聯，當電橋平衡平衡(pnghng)(pnghng)時，得下列關

24、系時，得下列關系所以所以(suy)(suy)有有 如果使如果使R1=R2R1=R2，則上式就和，則上式就和r=0r=0時的電橋平衡時的電橋平衡公式完全相同，即說明此種接法導線電阻公式完全相同，即說明此種接法導線電阻r r對熱電阻對熱電阻的測量毫無影響。的測量毫無影響。注意：注意： 以上結論只有在以上結論只有在R1= R2R1= R2，且只有在，且只有在平衡狀態平衡狀態下才成立。下才成立。 為了消除從熱電阻感溫體到接線端子間的導線為了消除從熱電阻感溫體到接線端子間的導線對測量結果的影響，一般要求從熱電阻感溫體的對測量結果的影響，一般要求從熱電阻感溫體的根部引出導線，且要求引出線一致，以保證它們根

25、部引出導線，且要求引出線一致，以保證它們的電阻值的電阻值r r相等。相等。第45頁/共68頁第四十六頁，共69頁。第46頁/共68頁第四十七頁，共69頁。 式中，式中，KK為熱傳導系數。為熱傳導系數。 實驗證明，實驗證明，K K與介質的密度、黏度、平均流速與介質的密度、黏度、平均流速等參數有關。當其他等參數有關。當其他(qt)(qt)參數為定值時，參數為定值時，K K僅與僅與介質的平均流速有關。這樣就可以通過測量熱電阻介質的平均流速有關。這樣就可以通過測量熱電阻耗散熱量耗散熱量QQ，獲得氣體或液體介質的平均流速或流，獲得氣體或液體介質的平均流速或流量。量。第47頁/共68頁第四十八頁，共69頁

26、。 電阻RTl、RT2、RP1、RP2組成一個電橋，電橋在氣體或液體介質靜止不流動時處于平衡狀態，電流表中無電流指示(zhsh)；當介質流動時，由于介質會帶走熱量，從而使熱電阻片RT1與RT2的散熱情況出現差異，RT1的溫度下降，使電橋電路失去平衡，產生一個與介質流量變化相對應的電流流經電流表。如果事先將電流表按平均流量標定過，則從電流表的刻度上便知氣體或液體介質流量的大小。第48頁/共68頁第四十九頁，共69頁。 壓縮機工作正常時，有電流流過電熱絲，但因電流較小，電熱絲發出的熱量不壓縮機工作正常時，有電流流過電熱絲，但因電流較小，電熱絲發出的熱量不能使雙金屬片翻轉，所以常閉觸點維持閉合狀態，

27、如圖能使雙金屬片翻轉，所以常閉觸點維持閉合狀態，如圖4-394-39（c c）所示。如果由于）所示。如果由于某種原因使壓縮機電動機中的電流過大時，這一大電流流過電熱絲后，使它很快某種原因使壓縮機電動機中的電流過大時，這一大電流流過電熱絲后，使它很快發熱，發出的熱量使碟形雙金屬片溫度迅速升高發熱，發出的熱量使碟形雙金屬片溫度迅速升高(shn o)(shn o)到它的動作溫度到它的動作溫度，使碟形雙金屬片翻轉，同時帶動常閉觸點斷開，切斷壓縮機的工作電源，保護，使碟形雙金屬片翻轉，同時帶動常閉觸點斷開，切斷壓縮機的工作電源，保護全封閉式壓縮機不至于損壞，如圖全封閉式壓縮機不至于損壞，如圖4-394-

28、39（d d）所示。）所示。第49頁/共68頁第五十頁，共69頁。圖 4-39 碟形雙金屬片溫度(wnd)測量過程 第50頁/共68頁第五十一頁，共69頁。 根據不同的使用要求，可以(ky)把熱敏電阻制成片狀、柱狀、墊圈狀等各種不同的形狀結構，其直徑或厚度約為1 mm，長度往往不到3mm，熱敏電阻的封裝形式如圖4-41所示 第51頁/共68頁第五十二頁，共69頁。 熱敏電阻的溫度系數(xsh)可以分為正溫度系數(xsh)（PTC），負溫度系數(xsh)（NTC）和臨界溫度系數(xsh)（CTR），其電阻值與溫度之間的特性曲線如圖4-42所示。 多數多數PTCPTC熱敏電阻的溫度熱敏電阻的溫度-

29、 -電阻特性呈非電阻特性呈非線性，如圖線性，如圖4-424-42中曲線中曲線4 4所示。由本征鍺或本所示。由本征鍺或本征硅材料制成的線性征硅材料制成的線性PTCPTC熱敏電阻的線性度較熱敏電阻的線性度較好，如圖好，如圖4-424-42中曲線中曲線3 3所示。所示。第52頁/共68頁第五十三頁，共69頁。PTCPTC熱敏電阻有如下優點：熱敏電阻有如下優點：具有恒溫、調溫和自動控溫的特殊功能；具有恒溫、調溫和自動控溫的特殊功能；只發熱，不發紅，無明火，不易燃燒；只發熱，不發紅，無明火，不易燃燒；對電源無特殊要求，電源無論是交流還是直流，電壓從對電源無特殊要求，電源無論是交流還是直流，電壓從3 34

30、40V440V均可使用；均可使用；熱交換率高，節約能源，熱交換率高，節約能源，PTCPTC元件有限流作用，溫度上升時，元件有限流作用，溫度上升時，PTCPTC發熱量減發熱量減少，反之則增加，因而能節約大量能源；少，反之則增加，因而能節約大量能源；響應時間快，響應時間快，般情況般情況(qngkung)(qngkung)下，只要傳熱和散熱媒介選擇適當，通下，只要傳熱和散熱媒介選擇適當，通電幾秒鐘即可達到預定的溫度；電幾秒鐘即可達到預定的溫度；使用壽命長等。使用壽命長等。PTCPTC熱敏電阻用途主要是彩電消磁、各種電器設備的過熱保熱敏電阻用途主要是彩電消磁、各種電器設備的過熱保護等。護等。第53頁/

31、共68頁第五十四頁，共69頁。BB為熱敏電阻常數為熱敏電阻常數(chngsh)(chngsh)，是溫度系數，是溫度系數的函數，的函數，B=-B=-T2T2；RTRT為任意溫度為任意溫度T T時的電阻值；時的電阻值；R0R0為基準溫度為基準溫度T0T0時的電阻值時的電阻值 NTC NTC熱敏電阻主要用于測溫，其電阻值與溫度之間呈負指數關系，它特性熱敏電阻主要用于測溫，其電阻值與溫度之間呈負指數關系，它特性(txng)(txng)曲線如圖曲線如圖4-424-42中曲線中曲線2 2所示。所示。第54頁/共68頁第五十五頁，共69頁。第55頁/共68頁第五十六頁，共69頁。第56頁/共68頁第五十七頁

32、，共69頁。第57頁/共68頁第五十八頁，共69頁。第58頁/共68頁第五十九頁，共69頁。第59頁/共68頁第六十頁，共69頁。第60頁/共68頁第六十一頁，共69頁。 圖圖4-454-45是汽車空調用溫控器電路。電路中是汽車空調用溫控器電路。電路中R1R1、RTRT、R2R2、R3R3及溫度設定電位器及溫度設定電位器RPRP構成溫度檢測電橋。構成溫度檢測電橋。當被控溫度高于當被控溫度高于RPRP設定的溫度時，設定的溫度時，RTRT阻值較小，阻值較小，A A點電位低于點電位低于B B點電位，點電位，A2A2輸出輸出為高電平，此時為高電平，此時A1A1的反相輸入端電位低于同相輸入端電位，輸出也

33、為高電平，晶的反相輸入端電位低于同相輸入端電位，輸出也為高電平，晶體管體管VTVT飽和導通，繼電器飽和導通，繼電器KAKA吸合，常開觸點吸合，常開觸點KAKA閉合，導致閉合，導致(dozh)(dozh)汽車離合器汽車離合器得電工作，從而使壓縮機工作制冷。得電工作，從而使壓縮機工作制冷。隨著被控溫度逐漸降低，隨著被控溫度逐漸降低，RTRT阻值增大，阻值增大，A A點電位逐漸升高，當被控溫度達到或低于點電位逐漸升高，當被控溫度達到或低于RPRP設定溫度時，設定溫度時，A A點電位高于點電位高于B B點電位，此時點電位，此時A2A2輸出低電平，則輸出低電平，則AlAl輸出為低電平，輸出為低電平，VT

34、VT截止，繼電器截止，繼電器J J釋放，釋放，Jl Jl斷開，造成離合器失電而使壓縮機停止工作。斷開，造成離合器失電而使壓縮機停止工作。 以上過程周而復始，就可以確保汽車內溫度控制在由以上過程周而復始，就可以確保汽車內溫度控制在由RPRP設定的溫度附近了。設定的溫度附近了。其他場合用到的空調中的熱敏電阻控制器，原理基本與圖其他場合用到的空調中的熱敏電阻控制器，原理基本與圖4-454-45相同。相同。第61頁/共68頁第六十二頁，共69頁。 這樣就抑制了電源接通時的這樣就抑制了電源接通時的沖擊沖擊(chngj)(chngj)電流，達到了保電流，達到了保護燈泡的目的。護燈泡的目的。第62頁/共68

35、頁第六十三頁，共69頁。圖圖4-474-47也是采用熱敏電阻防止電源也是采用熱敏電阻防止電源(dinyun)(dinyun)接通時的沖擊電流的接通時的沖擊電流的電路。電路。 功率熱敏電阻接在整流橋輸出端與濾波電容之間，電源功率熱敏電阻接在整流橋輸出端與濾波電容之間，電源(dinyun)(dinyun)接通時，熱敏電阻阻值較大，抑制沖擊電流，接通時，熱敏電阻阻值較大，抑制沖擊電流， 隨著時間增長，熱敏電阻自身發熱而阻值降低，從而實現對負載正隨著時間增長，熱敏電阻自身發熱而阻值降低，從而實現對負載正常供電。常供電。 熱敏電阻的功耗通常可忽略。如果熱敏電阻接在圖熱敏電阻的功耗通常可忽略。如果熱敏電阻

36、接在圖4-474-47所示電路的所示電路的A A處，也可以獲得同樣的效果。處，也可以獲得同樣的效果。第63頁/共68頁第六十四頁，共69頁。第64頁/共68頁第六十五頁，共69頁。 1電阻應變片分為兩種：金屬電阻應變片和半導體電阻應變片。工作電阻應變片分為兩種：金屬電阻應變片和半導體電阻應變片。工作原理為電阻應變效應，金屬電阻應變片主要是由于導體的長度和半徑原理為電阻應變效應，金屬電阻應變片主要是由于導體的長度和半徑發生改變而引起電阻變化，半導體電阻應變片是由于其電阻率發生變發生改變而引起電阻變化，半導體電阻應變片是由于其電阻率發生變化而引起電阻變化（即壓阻效應）的。應變片因環境溫度變化會發生

37、化而引起電阻變化（即壓阻效應）的。應變片因環境溫度變化會發生誤差，它的溫度誤差補償誤差，它的溫度誤差補償(bchng)方法通常有兩大類，即電橋補償方法通常有兩大類，即電橋補償(bchng)法和溫度自補償法和溫度自補償(bchng)法。應變片要把微小應變引起的法。應變片要把微小應變引起的微小電阻變化精確地測量出來，通常采用直流電橋或交流電橋測量電微小電阻變化精確地測量出來，通常采用直流電橋或交流電橋測量電路。電阻應變式力傳感器由應變計、彈性元件、測量電路等組成，廣路。電阻應變式力傳感器由應變計、彈性元件、測量電路等組成，廣泛應用在應變、力、加速度、稱重等有關物理量的測量中。泛應用在應變、力、加速

38、度、稱重等有關物理量的測量中。 2壓阻式傳感器根據半導體材料的壓阻效應而工作，有體型、薄膜型壓阻式傳感器根據半導體材料的壓阻效應而工作，有體型、薄膜型、擴散型、外延型等多種類型。擴散型壓阻式傳感器是利用單晶硅材、擴散型、外延型等多種類型。擴散型壓阻式傳感器是利用單晶硅材料的壓阻效應和集成電路制造技術制成的新型傳感器。其硅膜片在外料的壓阻效應和集成電路制造技術制成的新型傳感器。其硅膜片在外力作用下產生微量變形，從而使硅片電阻值變化，利用電橋將電阻值力作用下產生微量變形，從而使硅片電阻值變化，利用電橋將電阻值的變化轉換為電壓信號輸出，即可測得被測非電量。壓阻式傳感器可的變化轉換為電壓信號輸出，即可

39、測得被測非電量。壓阻式傳感器可以進行壓力、拉力、壓力差、沖擊波、液位、加速度、質量、應變、以進行壓力、拉力、壓力差、沖擊波、液位、加速度、質量、應變、流量、真空度等物理量的測量和控制。流量、真空度等物理量的測量和控制。第65頁/共68頁第六十六頁，共69頁。 3熱電阻是利用金屬材料的阻值隨溫度的升高而增大的特性制作的，廣泛用來測量熱電阻是利用金屬材料的阻值隨溫度的升高而增大的特性制作的，廣泛用來測量-200500范圍內的溫度。常有的有鉑、銅兩種熱電阻，鉑具有穩定的物理、化范圍內的溫度。常有的有鉑、銅兩種熱電阻，鉑具有穩定的物理、化學性能，是目前制造熱電阻的最好材料，可作為高精度工業測溫元件和溫度標準元學性能，是