力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器
、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧xie振zhen式shi壓ya力li傳chuan感gan器qi及ji電dian容rong式shi加jia速su度du傳chuan感gan器qi等deng。但dan應ying用yong最zui為wei廣guang泛fan的de是shi壓ya阻zu式shi壓ya力li傳chuan感gan器qi，它ta具ju有you極ji低di的de價jia格ge和he較jiao高gao的de精jing度du以yi及ji較jiao好hao的de線xian性xing特te性xing。下xia麵mian我wo們men主zhu要yao介jie紹shao這zhe類lei傳chuan感gan器qi。

　　在zai了le解jie壓ya阻zu式shi力li傳chuan感gan器qi時shi，我wo們men首shou先xian認ren識shi一yi下xia電dian阻zu應ying變bian片pian這zhe種zhong元yuan件jian。電dian阻zu應ying變bian片pian是shi一yi種zhong將jiang被bei測ce件jian上shang的de應ying變bian變bian化hua轉zhuan換huan成cheng為wei一yi種zhong電dian信xin號hao的de敏min感gan器qi件jian。它ta是shi壓ya阻zu式shi應ying變bian傳chuan感gan器qi的de主zhu要yao組zu成cheng部bu分fen之zhi一yi。電dian阻zu應ying變bian片pian應ying用yong最zui多duo的de是shi金jin屬shu電dian阻zu應ying變bian片pian和he半ban導dao體ti應ying變bian片pian兩liang種zhong。金jin屬shu電dian阻zu應ying變bian片pian又you有you絲si狀zhuang應ying變bian片pian和he金jin屬shu箔bo狀zhuang應ying變bian片pian兩liang種zhong。通tong常chang是shi將jiang應ying變bian片pian通tong過guo特te殊shu的de粘zhan和he劑ji緊jin密mi的de粘zhan合he在zai產chan生sheng力li學xue應ying變bian基ji體ti上shang，當dang基ji體ti受shou力li發fa生sheng應ying力li變bian化hua時shi，電dian阻zu應ying變bian片pian也ye一yi起qi產chan生sheng形xing變bian，使shi應ying變bian片pian的de阻zu值zhi發fa生sheng改gai變bian
，從cong而er使shi加jia在zai電dian阻zu上shang的de電dian壓ya發fa生sheng變bian化hua。這zhe種zhong應ying變bian片pian在zai受shou力li時shi產chan生sheng的de阻zu值zhi變bian化hua通tong常chang較jiao小xiao
，一yi般ban這zhe種zhong應ying變bian片pian都dou組zu成cheng應ying變bian電dian橋qiao，並bing通tong過guo後hou續xu的de儀yi表biao放fang大da器qi進jin行xing放fang大da，再zai傳chuan輸shu給gei處chu理li電dian路lu（通常是A/D轉換和CPU）顯示或執行機構。

金屬電阻應變片的內部結構

　　如圖1所示，是電阻應變片的結構示意圖，它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值範圍應注意：zuzhitaixiao，suoxudequdongdianliutaida，tongshiyingbianpiandefarezhishibenshendewenduguogao，butongdehuanjingzhongshiyong
，shiyingbianpiandezuzhibianhuataida
，shuchulingdianpiaoyimingxian，tiaolingdianluguoyufuza。erdianzutaida，zukangtaigao，kangwaijiededianciganraonenglijiaocha。yibanjunweijishiouzhijishiqianouzuoyou。

電阻應變片的工作原理

　　jinshudianzuyingbianpiandegongzuoyuanlishixifuzaijiticailiaoshangyingbiandianzusuijixiexingbianerchanshengzuzhibianhuadexianxiang
，suchengweidianzuyingbianxiaoying。jinshudaotidedianzuzhikeyongxiashibiaoshi：

式中：ρ――金屬導體的電阻率（Ω・cm2/m）
S――導體的截麵積（cm2）
L――導體的長度（m）

我(wo)們(men)以(yi)金(jin)屬(shu)絲(si)應(ying)變(bian)電(dian)阻(zu)為(wei)例(li)，當(dang)金(jin)屬(shu)絲(si)受(shou)外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)時(shi)，其(qi)長(chang)度(du)和(he)截(jie)麵(mian)積(ji)都(dou)會(hui)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，從(cong)上(shang)式(shi)中(zhong)可(ke)很(hen)容(rong)易(yi)看(kan)出(chu)
，其(qi)電(dian)阻(zu)值(zhi)即(ji)會(hui)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian)
，假(jia)如(ru)金(jin)屬(shu)絲(si)受(shou)外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)而(er)伸(shen)長(chang)時(shi)，其(qi)長(chang)度(du)增(zeng)加(jia)

，而(er)截(jie)麵(mian)積(ji)減(jian)少(shao)，電(dian)阻(zu)值(zhi)便(bian)會(hui)增(zeng)大(da)。當(dang)金(jin)屬(shu)絲(si)受(shou)外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)而(er)壓(ya)縮(suo)時(shi)，長(chang)度(du)減(jian)小(xiao)而(er)截(jie)麵(mian)增(zeng)加(jia)
，電(dian)阻(zu)值(zhi)則(ze)會(hui)減(jian)小(xiao)。隻(zhi)要(yao)測(ce)出(chu)加(jia)在(zai)電(dian)阻(zu)的(de)變(bian)化(hua)（通常是測量電阻兩端的電壓）
，即可獲得應變金屬絲的應變情

2
、陶瓷壓力傳感器原理及應用

　　抗(kang)腐(fu)蝕(shi)的(de)陶(tao)瓷(ci)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)沒(mei)有(you)液(ye)體(ti)的(de)傳(chuan)遞(di)，壓(ya)力(li)直(zhi)接(jie)作(zuo)用(yong)在(zai)陶(tao)瓷(ci)膜(mo)片(pian)的(de)前(qian)表(biao)麵(mian)
，使(shi)膜(mo)片(pian)產(chan)生(sheng)微(wei)小(xiao)的(de)形(xing)變(bian)

，厚(hou)膜(mo)電(dian)阻(zu)印(yin)刷(shua)在(zai)陶(tao)瓷(ci)膜(mo)片(pian)的(de)背(bei)麵(mian)
，連(lian)接(jie)成(cheng)一(yi)個(ge)惠(hui)斯(si)通(tong)電(dian)橋(qiao)(閉橋)，由於壓敏電阻的壓阻效應
，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性，傳感器自帶溫度補償0～70℃，並可以和絕大多數介質直接接觸。

　　陶瓷是一種公認的高彈性
、抗腐蝕、抗磨損、抗衝擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度範圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度
、高穩定性。電氣絕緣程度>2kV，輸shu出chu信xin號hao強qiang，長chang期qi穩wen定ding性xing好hao。高gao特te性xing
，低di價jia格ge的de陶tao瓷ci傳chuan感gan器qi將jiang是shi壓ya力li傳chuan感gan器qi的de發fa展zhan方fang向xiang，在zai歐ou美mei國guo家jia有you全quan麵mian替ti代dai其qi它ta類lei型xing傳chuan感gan器qi的de趨qu勢shi
，在zai中zhong國guo也ye越yue來lai越yue多duo的de用yong戶hu使shi用yong陶tao瓷ci傳chuan感gan器qi替ti代dai擴kuo散san矽gui壓ya力li傳chuan感gan器qi。

3、擴散矽壓力傳感器原理及應用

工作原理
被測介質的壓力直接作用於傳感器的膜片上（不鏽鋼或陶瓷），使(shi)膜(mo)片(pian)產(chan)生(sheng)與(yu)介(jie)質(zhi)壓(ya)力(li)成(cheng)正(zheng)比(bi)的(de)微(wei)位(wei)移(yi)，使(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)電(dian)阻(zu)值(zhi)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)
，和(he)用(yong)電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)檢(jian)測(ce)這(zhe)一(yi)變(bian)化(hua)，並(bing)轉(zhuan)換(huan)輸(shu)出(chu)一(yi)個(ge)對(dui)應(ying)於(yu)這(zhe)一(yi)壓(ya)力(li)的(de)標(biao)準(zhun)測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)。

原理圖

4、藍寶石壓力傳感器原理與應用

　　利用應變電阻式工作原理，采用矽-藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。

　　藍寶石係由單晶體絕緣體元素組成
，不會發生滯後、疲勞和蠕變現象
；藍寶石比矽要堅固
，硬度更高，不怕形變；藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性（1000 OC以內），因此
，利用矽-藍寶石製造的半導體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性
；藍寶石的抗輻射特性極強
；另外
，矽-藍寶石半導體敏感元件，無p-n漂移
，因此，從根本上簡化了製造工藝，提高了重複性
，確保了高成品率。

　　用矽-藍寶石半導體敏感元件製造的壓力傳感器和變送器
，可在最惡劣的工作條件下正常工作
，並且可靠性高
、精度好、溫度誤差極小、性價比高。

　　表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構成：鈦tai合he金jin測ce量liang膜mo片pian和he鈦tai合he金jin接jie收shou膜mo片pian。印yin刷shua有you異yi質zhi外wai延yan性xing應ying變bian靈ling敏min電dian橋qiao電dian路lu的de藍lan寶bao石shi薄bo片pian，被bei焊han接jie在zai鈦tai合he金jin測ce量liang膜mo片pian上shang。被bei測ce壓ya力li傳chuan送song到dao接jie收shou膜mo片pian上shang（接收膜片與測量膜片之間用拉杆堅固的連接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產生形變，該形變被矽-藍寶石敏感元件感知後，其電橋輸出會發生變化
，變化的幅度與被測壓力成正比。

　　傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電，並將應變電橋的失衡信號轉換為統一的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。在zai絕jue壓ya壓ya力li傳chuan感gan器qi和he變bian送song器qi中zhong
，藍lan寶bao石shi薄bo片pian
，與yu陶tao瓷ci基ji極ji玻bo璃li焊han料liao連lian接jie在zai一yi起qi，起qi到dao了le彈dan性xing元yuan件jian的de作zuo用yong，將jiang被bei測ce壓ya力li轉zhuan換huan為wei應ying變bian片pian形xing變bian，從cong而er達da到dao壓ya力li測ce量liang的de目mu的de。

5、壓電壓力傳感器原理與應用

　　壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化矽）是shi一yi種zhong天tian然ran晶jing體ti，壓ya電dian效xiao應ying就jiu是shi在zai這zhe種zhong晶jing體ti中zhong發fa現xian的de
，在zai一yi定ding的de溫wen度du範fan圍wei之zhi內nei
，壓ya電dian性xing質zhi一yi直zhi存cun在zai，但dan溫wen度du超chao過guo這zhe個ge範fan圍wei之zhi後hou
，壓ya電dian性xing質zhi完wan全quan消xiao失shi（這個高溫就是所謂的“居裏點”）。由於隨著應力的變化電場變化微小（也就說壓電係數比較低）
，所(suo)以(yi)石(shi)英(ying)逐(zhu)漸(jian)被(bei)其(qi)他(ta)的(de)壓(ya)電(dian)晶(jing)體(ti)所(suo)替(ti)代(dai)。而(er)酒(jiu)石(shi)酸(suan)鉀(jia)鈉(na)具(ju)有(you)很(hen)大(da)的(de)壓(ya)電(dian)靈(ling)敏(min)度(du)和(he)壓(ya)電(dian)係(xi)數(shu)，但(dan)是(shi)它(ta)隻(zhi)能(neng)在(zai)室(shi)溫(wen)和(he)濕(shi)度(du)比(bi)較(jiao)低(di)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)才(cai)能(neng)夠(gou)應(ying)用(yong)。磷(lin)酸(suan)二(er)氫(qing)胺(an)屬(shu)於(yu)人(ren)造(zao)晶(jing)體(ti)，能(neng)夠(gou)承(cheng)受(shou)高(gao)溫(wen)和(he)相(xiang)當(dang)高(gao)的(de)濕(shi)度(du)，所(suo)以(yi)已(yi)經(jing)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。

　　 現在壓電效應也應用在多晶體上
，比如現在的壓電陶瓷

，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、铌酸鹽係壓電陶瓷、铌鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

　　壓(ya)電(dian)效(xiao)應(ying)是(shi)壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)主(zhu)要(yao)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)，壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)不(bu)能(neng)用(yong)於(yu)靜(jing)態(tai)測(ce)量(liang)
，因(yin)為(wei)經(jing)過(guo)外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)後(hou)的(de)電(dian)荷(he)，隻(zhi)有(you)在(zai)回(hui)路(lu)具(ju)有(you)無(wu)限(xian)大(da)的(de)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)時(shi)才(cai)得(de)到(dao)保(bao)存(cun)。實(shi)際(ji)的(de)情(qing)況(kuang)不(bu)是(shi)這(zhe)樣(yang)的(de)
，所(suo)以(yi)這(zhe)決(jue)定(ding)了(le)壓(ya)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)隻(zhi)能(neng)夠(gou)測(ce)量(liang)動(dong)態(tai)的(de)應(ying)力(li)。

　　壓電傳感器主要應用在加速度
、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小

、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車
、船舶、qiaolianghejianzhudezhendonghechongjiceliangzhongyijingdedaoleguangfandeyingyong，tebieshihangkongheyuhanglingyuzhonggengyoutadeteshudiwei。yadianshichuanganqiyekeyiyonglaiceliangfadongjineiburanshaoyalideceliangyuzhenkongdudeceliang。yekeyiyongyujunshigongye，liruyongtalaiceliangqiangpaozidanzaitangzhongjifadeyishunjiandetangyadebianhuahepaokoudechongjiboyali。tajikeyiyonglaiceliangdadeyali
，yekeyiyonglaiceliangweixiaodeyali。

　　壓電式傳感器也廣泛應用在生物醫學測量中
，比如說心室導管式微