压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩LTH400散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。
用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。
传感器的灵敏度
灵敏度是指LTH350传感器在稳态工作情况下输出量变化y对输入量变化x的比值。
它是输出一输入特性曲线的斜率。如果LTH350传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。
灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如,某位移传感器,在位移变化1mm时,输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm。
当LTH350传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。
提高灵敏度,可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。
电容式压力传感器科学技术的不断发展极大地丰富了压力测量产品的种类,现在,压力传感器的敏感原理不仅有电容式、压阻式、金属应变式、霍尔式、振筒式等等但仍以电容式、压阻式和金属应变式传感器最为多见。
金属应变式压力LTH400传感器是一种历史较长的压力传感器,但由于它存在迟滞、蠕变及温度性能差等缺点,其应用场合受到了很大的限制。
压阻式传感器是利用半导体压阻效应制造的一种新型的传感器,它具有制造方便,成本低廉等特点,但由于半导体材料对温度极为敏感,所以其性能受温度影响较大,产品的一致性较差。
电容式传感器是应用最广泛的一种压力LTH350传感器,其原理十分简单。一个无限大平行平板电容器的电容值可表示为:
C= ε s/d(ε 为平行平板间介质的介电常数,d 为极板的间距, s 为极板的覆盖面积)
改变其中某个参数,即可改变电容量。由于结构简单,几乎所有电容式压力传感器均采用改变间隙的方法来获得可变电容。电容式传感器的初始电容值较小,一般为几十皮法,它极易受到导线电容和电路的分布电容的影响,因而必须采用先进的电子线路才能检测出电容的微小变化。可以说,一个好的电容式传感器应该是可变电容设计和信号处理电路的完美结合
机械磅秤是利用杠杆位移原理秤LTH400量被测物体的质量,它是一种模拟测量,所以显示值误差很大。电子衡器是利用传感器测量原理,它是把外部的压力通过传感器的弹性梁变形使之贴在上面的应变片发生阻值变化,在激励电压的作用下,输出与被测物成正比的模拟的电信号,给AD电路。
电子衡器的AD电路,它把传感器送来的模拟信号进行调制、放大、滤波、取样、积分,输出稳定高效的数字信号,送给中央微处理器(CPU),由CPU控制内部的工作程序通过显示电路,显示出被测物重量值。
秤量的标定,是由国家标准量值(法定砝码)的质量,输出的数字码(BCD码)与CPU内部程序存储器所编制的程序校准码一致时,LTH350便可完成秤量标定。模拟衡器是靠标准砝码直接标定,技术含量低,容易作假(取决于标准砝码的质量)。电子衡器的秤量标定需要标准砝码,但还需要标定密码。标定密码由衡器生产厂家掌握,它是严格保密的。
电子衡器的非法标定是利用标准砝码的质量值与校准程序的校准码值的允许范围来进行的,因为校准数码值是有一定范围空间的(例如最大秤量150kg的电子秤,它的50kg内码值是在12000~18000范围内都可以标定为50kg显示值。如果标定砝码实际质量是49kg标定出的显示值是50kg,那么该电子秤显示150kg时它的实际重量是147kg。这种秤在市场贸易中就会造成什么后果,不言而喻。
常用传感器特性:
导电塑料位移传感器:
用特殊工艺将DAP(邻苯二甲酸二稀丙脂)电阻浆料覆在绝缘机体上,加热聚合成电阻膜,或将DAP电阻粉热塑压在绝缘基体的凹槽内形成的实心体作为电阻体。特点是:平滑性好、分辩力优异耐磨性好、寿命长、动噪声小、可靠性极高、耐化学腐蚀。用于宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统等。
绕线位移传LTH400感器:是将康铜丝或镍铬合金丝作为电阻体,并把它绕在绝缘骨架上制成。绕线电位器特点是接触电阻小,精度高,温度系数小,其缺点是分辨力差,阻值偏低,高频特性差。主要用作分压器、变阻器、仪器中调零和工作点等。
金属玻璃铀位移传感器:
用丝网印刷法按照一定图形,将金属玻璃铀电阻浆料涂覆在陶瓷基体上,经高温烧结而成。特点是:阻值范围宽,耐热性好,过载能力强,耐潮,耐磨等都很好,
是很有前途的电位器品种,缺点是接触电阻和电流噪声大。
金属膜位移LTH350传感器:
金属膜电位器的电阻体可由合金膜、金属氧化膜、金属箔等分别组成。特点是分辨力高、耐高温、温度系数小、动噪声小、平滑性好。
磁敏式位移传感器:
消除了机械接触,寿命长、可靠性高,缺点:对工作环境要求较高.
光电式位移传感器:
消除了机械接触,寿命长、可靠性高,缺点:数字信号输出,处理烦琐.
传感器市场发展前景
市场报告显示,2008年全球传感器市场容量为506亿美元,预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示,东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区,而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言,传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场,占第二位的是过程控制市场,看好通讯市场前景。
一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大,分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中,无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。
目前,全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出,传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高,LTH400各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化,竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场,比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型LTH350传感器的出现与市场份额的扩大。