金屬應(yīng)變儀與半導(dǎo)體應(yīng)變儀的區(qū)別
金屬應(yīng)變儀的工作機理是所謂幾何效應(yīng):當(dāng)應(yīng)變儀拉長時,則其截面積減小,從而造成電阻增大。金屬應(yīng)變儀主要是采用康銅之類的Cu-Ni合金來制作,往往采用彎曲的條狀結(jié)構(gòu)。這種應(yīng)變儀在較小的功耗下具有較大的靈敏度和較大的電阻。
半導(dǎo)體應(yīng)變儀的工作機理,除了幾何效應(yīng)以外,還有更為重要的所謂壓阻效應(yīng)(壓電效應(yīng)):當(dāng)應(yīng)變儀拉長或者縮短時,半導(dǎo)體的載流子遷移率將發(fā)生變化,則導(dǎo)致電阻變化。半導(dǎo)體應(yīng)變儀主要是采用Si來制作,常常采用擴散或者離子注入式的結(jié)構(gòu),這與IC工藝兼容。這種應(yīng)變儀具有較好的溫度穩(wěn)定性、更好的線性度、更大的應(yīng)變范圍和使用靈活(如易于附著在彎曲表面上)。為了提高靈敏度和線性度,往往采用p型半導(dǎo)體(不用n型半導(dǎo)體);而且為了提高溫度穩(wěn)定性,多半采用高摻雜半導(dǎo)體(1020cm-3,但要折中慮靈敏度)。
應(yīng)變儀電橋的讀數(shù)方法:
一、直接讀數(shù)法:將電橋的輸出直接或經(jīng)放大器放大后,用電表讀出或用示波器記錄。電表的讀數(shù)或示波器的記錄曲線正比于被測量的量程或變化過程。一般動態(tài)測試儀器即動態(tài)應(yīng)變儀都是采用這種讀數(shù)方法。但在使用前必須標(biāo)定。
二、零讀數(shù)法:利用一些調(diào)節(jié)元件(可調(diào)電阻)使電橋恢復(fù)平衡,然后記下調(diào)節(jié)元件的調(diào)節(jié)量,從而計算被測量的大小。這時,指示電表只起平衡指示作用。一般靜態(tài)測試儀器如靜態(tài)應(yīng)變儀常采用這種讀數(shù)方法。

動態(tài)應(yīng)變儀和靜態(tài)應(yīng)變儀的平衡指示器
動態(tài)應(yīng)變儀的平衡指示器作用:指示橋路是否達到初始平衡。測量前要將電橋調(diào)平衡,即通過一個轉(zhuǎn)換開關(guān)把電橋直接與平衡指示器(直流電表)相接。如果電橋沒達到初始平衡,平衡指示器的指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。因此,在這里平衡指示器的作用就是指示橋路是否達到初始平衡。
靜態(tài)應(yīng)變儀的平衡指示器作用:指示讀數(shù)電橋的輸出與測量電橋的輸出是否等值反相。當(dāng)讀數(shù)電橋的輸出與測量電橋的輸出等值反相時,平衡指示電表回零,此時應(yīng)變儀的應(yīng)變讀數(shù)就是測點處的應(yīng)變。因此,靜態(tài)應(yīng)變儀的平衡指示器的作用就是指示讀數(shù)電橋的輸出與測量電橋的輸出是否等值反相。
