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表示的。即每1m3大氣所含水汽的克數(shù)來表示，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等等，都與大氣的絕對(duì)濕度沒有直接的關(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。