电阻式传感器测量原理与测量电路

一、测量原理
电阻传感器的基本原理是将测量的非电量转换为电阻值，然后通过转换电路转换为电源输出。根据传感器组成材料或传感器原理的变化，产生各种电阻传感器，主要包括压敏传感器、热敏传感器、光敏传感器、湿敏传感器压力传感器。
电阻传感器可以测量力、压力、位移、应变、加速度和温度。电阻传感器结构简单，性能稳定，灵敏度高，有些也可用于动态测量。
二、测量电路
以典型的固态压阻压力传感器为例，当硅单晶材料在外力作用下产生极小的应变时，其内部原子结构的电子能级状态会发生变化，导致其电阻率由此材料制成的电阻也发生了很大的变化，这种物理效应被称为压阻效应。采用压阻效应原理，采用综合工艺技术，沿单晶硅片上的特性晶体方向制成应变电阻，形成惠斯登电桥（Wheatstone bridge），利用硅材料的弹性力学特性，对同一硅材料进行各向异性微加工，制成集力敏和力电转换检测于一体的扩散硅传感器。然后将放大电路及相关外围部件与传感器匹配，输出标准信号，形成完整的变送器称重传感器。
硅压阻传感器一般对温度敏感，但随着集成技术的进步，扩散硅敏感膜的四个电阻一致性进一步提高，在新一代传感器中，原手工补偿被激光阻力、计算机自动修复技术取代，传感器温度系数很小，工作温度范围也大大提高。