電阻應(yīng)變片的工作原理

金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：

式中：ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω·cm2/m）
S——導(dǎo)體的截面積（cm2）
L——導(dǎo)體的長(zhǎng)度（m）

我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長(zhǎng)時(shí)，其長(zhǎng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小而截面增加，電阻值則會(huì)減小。只要測(cè)出加在電阻的變化（通常是測(cè)量電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情況。

濕度傳感器

一.大氣的濕度及露點(diǎn)

[1].絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度
地球表面的大氣層是由78%的氮?dú)狻?1%的氧氣和一小部分二氧化碳、水汽以及其他一些惰性氣體混合而成的。由于地面上的水和動(dòng)植物會(huì)發(fā)生水份蒸發(fā)現(xiàn)象，因而地面上不斷地在生成水份，使大氣中含有水汽的量在不停地變化。由于水份的蒸發(fā)及凝結(jié)的過(guò)程總是伴隨著吸熱和放熱，因此大氣中的水汽的多少不但會(huì)影響大氣的濕度，而且使空氣出現(xiàn)潮濕或干燥現(xiàn)象。大氣的干濕程度，通常是用大氣中水汽的密度來(lái)表示的。即每1m3大氣所含水汽的克數(shù)來(lái)表示，它稱為大氣的絕對(duì)濕度。

要想直接測(cè)量出大氣的水汽密度，方法比較復(fù)雜。而理論計(jì)算表明，在一般的氣溫條件下，大氣的水汽密度，與大氣中水汽的壓強(qiáng)數(shù)值十分接近。所以大氣的水汽密度又可以規(guī)定為大氣中所含水汽的壓強(qiáng)，又把它稱為大氣的絕對(duì)濕度，用符號(hào)D表示，常用的單位是mmHg。。

在許多與大氣的濕度有關(guān)的現(xiàn)象里，如農(nóng)作物的生長(zhǎng)綿紗的斷頭以及人們的感覺(jué)等等，都與大氣的絕對(duì)濕度沒(méi)有直接的關(guān)系，主要與大氣中的水汽離飽和狀態(tài)的遠(yuǎn)近程度有關(guān)。比如，同樣是6mmHg的絕對(duì)濕度，如果在炎熱的夏季中午，由于離當(dāng)時(shí)的飽和水汽壓（31.38mmHg）尚遠(yuǎn)，使人感到干燥，如果是在初冬的傍晚，由于水汽壓接近當(dāng)時(shí)的飽和水汽壓（18.05mmHg）而使人感到潮濕。因此通常把大氣的絕對(duì)濕度跟當(dāng)時(shí)氣溫下飽和水汽壓的百分偶稱為大氣的相對(duì)濕度，即

式中H——相對(duì)濕度
D——大氣的絕對(duì)濕度（mmHg）
Ds——當(dāng)時(shí)氣溫下的飽和水汽壓（mmHg）

上式表明，若大氣中所含水汽的壓強(qiáng)等于當(dāng)時(shí)氣溫下的飽和水汽壓時(shí)，這時(shí)大氣的相對(duì)濕度等于100%RH。

[1].露點(diǎn)
降低溫度可以使未飽和水汽變成飽和水汽。露點(diǎn)就是指使大氣中原來(lái)所含有的未飽和水汽變成飽和水汽所必須降低的溫度。因此只要能測(cè)出露點(diǎn)，就可以通過(guò)一些數(shù)據(jù)表查得當(dāng)時(shí)大氣的絕對(duì)濕度。

當(dāng)大氣中的未飽和水汽接觸到溫度較低的物體時(shí)，就會(huì)使大氣中的未飽和水汽達(dá)到或接近飽和狀態(tài)，在這些物體上凝結(jié)成水滴。這種現(xiàn)象被稱為結(jié)露。結(jié)露對(duì)農(nóng)作物有利，但對(duì)電子產(chǎn)品則是有害的。

二.濕敏傳感器的分類

水是一種極強(qiáng)的電解質(zhì)。水分子有較大的電偶極矩，在氫原子附近有極大的正電場(chǎng)，因而它有很大的電子親和力，使得水分子易吸附在固體表面并滲透到固體內(nèi)部。利用水分子這一特性制成的濕度傳感器稱為水分子親和力型傳感器。而把與水分子親和力無(wú)關(guān)的濕度傳感器稱為非水分子親和力型傳感器。在現(xiàn)代工業(yè)上使用的濕度傳感器大多是水分子親和力型傳感器，它們將濕度的變化轉(zhuǎn)換為阻抗或電容值的變化后輸出，圖1是濕度傳感器的分類示意圖。