null第三章传感器敏感元件与材料第三章传感器敏感元件与材料本章内容本章内容弹性敏感元件
敏感元件基本特征
弹性敏感元件的材料
传感器材料一传感器弹性敏感元件一传感器弹性敏感元件弹性元件在传感器技术中占有极其重要的地位。它首先把力、力矩或压力变换成相应的应变或位移，然后配合各种形式的传感元件，将被测力、力矩或压力变换成电量。一传感器弹性敏感元件一传感器弹性敏感元件弹性元件基本上可以分为两种类型
弹性敏感元件和弹性支承
弹性敏感元件感受力、力矩、压力等被测参数，并通过它将被测量变换为应变、位移等，通过它把被测参数由一种物理状态变换为另一种所需要的相应物理状态，它直接起到测量的作用，故称为弹性敏感元件；
弹性支承常常作为传感器中活动部分的支承，起支承导向作用，因而要求有内摩擦力小、弹性变形大等特点，以便保证传感器的活动部分得到良好的运动精度。 问题问题1、如何设计（传感器）装置测量重量？
2、如何设计（传感器）装置测量火车的重量？一传感器弹性敏感元件一传感器弹性敏感元件1、变形
物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形。
2、弹性变形
而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，那么这种变形称为弹性变形。
3、弹性元件
具有弹性变形特性的物体称为弹性元件。 一弹性敏感元件基本特性一弹性敏感元件基本特性弹性特性
作用在弹性敏感元件上的外力与其引起的相应变形(应变、位移或转角)之间的关系称为弹性元件的弹性特性。
可能是线性的，也可能是非线性的。
弹性特性由刚度或灵敏度来表示。
刚度
刚度是弹性敏感元件在外力作用下抵抗变形的能力，—般用k表示，其数学表达式为 一弹性敏感元件基本特性一弹性敏感元件基本特性灵敏度
灵敏度是刚度的倒数。
灵敏度就是单位力产生变形的大小。 一弹性敏感元件基本特性一弹性敏感元件基本特性弹性滞后
弹性元件在弹性变形范围内，弹性特性的加载曲线与卸载曲线不重合的现象称为弹性滞后现象
弹性后效
弹性敏感元件所加荷载改变后，不是立即完成相应的变形，而是在一定时间间隔中逐渐完成变形的现象称为弹性后效现象。 常用弹性材料常用弹性材料二、传感器敏感材料二、传感器敏感材料1. 金属功能材料
人们利用金属功能材料具有传导信息、储存或记录、转化或变换能量的特性，设计制造了多种传感器。量大面广的有磁性材料、弹性材料、热电偶材料、热敏电阻材料、应变电阻合金、形状记忆合金等。 二、传感器敏感材料二、传感器敏感材料⒉ 半导体材料
半导体材料最主要的特点是对温度、光、电、磁、各种气体及压力等外界因素具有敏感特性，是制造磁敏、热敏、光敏、力敏、气敏、离子敏等传感器件的主要材料。
石英晶体(Quartz) 二、传感器敏感材料二、传感器敏感材料⒊ 敏感陶瓷材料
敏感陶瓷的种类很多，应用亦广泛。按其特性，一般包括热敏陶瓷、压敏陶瓷、湿敏陶瓷、气敏陶瓷和光敏陶瓷等。此外，陶瓷智能性结构材料，既具有传感功能，又有像介电元件那样的执行功能。还有用某些陶瓷制造出具有感知、执行（转换）和初步的信息处理功能的电子器件。
锆钛酸铅（PbTiO3- PbZrO3）简称PZT，是基于压电效应的传感器，是最常见的压电陶瓷。 二、传感器敏感材料二、传感器敏感材料⒋ 高分子功能材料
与比较成熟的金属功能材料、半导体材料和敏感陶瓷材料相比，高分子功能材料属后起之秀。高分子功能材料能把大多数非电信号转变成电信号。用高分子功能材料制造的光传感器、红外线传感器、声波传感器、压力传感器、湿度传感器、气体传感器、酶传感器等已实用化。由于高分子材料易加工成柔韧的薄膜，所以薄膜传感器得到了很快发展。当前，高分子功能材料正向着高性能、多功能和新功能的方向发展。二、传感器敏感材料二、传感器敏感材料⒌ 复合功能材料
材料复合技术发展较快。从双层到多层的复合，它可以克服单层材料的某些弱点，发挥单层材料的各自的长处。复合功能材料包括金属系复合功能材料、陶瓷系复合材料、高分子系复合功能材料以及金属与高分子。复合功能材料的发展对各种敏感器的研究与开发有着深远影响。
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