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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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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。
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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？
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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。
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)
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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。
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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。
dF k dx
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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。
Sn
dx dF
Sn
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S
i 1
n
ni
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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
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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。
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常用弹性材料
牌号 40Cr 35CrMnSiA 1Crl8Ni9 302(美)
QBe2
名称 合金结构钢 合金结构钢 不锈钢 不锈钢 铍青铜 铍青铜
QBe2.5
3、弹性元件
具有弹性变形特性的物体称为弹性元件。
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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
第三章传感器敏感元件与材料
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
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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。
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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。
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