压阻式压力传感器测量压力特性实验

压阻式压力传感器测量压力特 性实验基本原理： 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。 下图为压阻式压力传感器压力测量实验原理图。

需用器件与单元： 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。下图为主机箱图。

实验步骤 1、按\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 体接线见下图。

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RW1用于调节放大器增益、RW2用于调零，将 RW1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 2kPa~18kPa之间变化(气压表显示值),每上 升1kPa气压分别读取电压表读数，将数值列于表 中。

如果本实验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Rw1(高限调节)使电压表显 示1.3V(有意偏小);再调气压为4kPa,调 Rw2 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 Rw1(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。 实验完毕，关闭电源。