什么是压敏电阻?压敏电阻器的工作原理是怎么样的?

 

 

晨欣小编

2023-04-21 10:57:51


什么是压敏电阻:



压敏电阻(Pressure Sensitive Resistor,缩写为PSR)是一种电阻式传感器,它的电阻值随着受到的压力大小而变化。压敏电阻通常由两个薄片之间夹着压敏材料组成。这种电阻的压敏材料可以是揉碎的半导体晶体、氧化物、玻璃等物质。当外界受到压力时,压敏材料内部的电荷分布改变,导致电阻的值发生变化。


压敏电阻特别适合用于测量力的大小,它们可以安装在产品表面,当外部受到力时,压敏电阻的电阻值将随之变化,从而测量出力的大小。 压敏电阻在医疗、工业自动化等领域非常有用,尤其是在需要测量力的环境,如测量扭矩、压力、重量等方面。



压敏电阻的基本原理



压敏电阻的基本原理是利用压敏材料内部的电荷分布变化来调整电阻值的大小。压敏材料通常是一种非线性半导体或绝缘体。在正常状态下,压敏材料内部的导电粒子(如电子和空穴)分布较为均匀,电阻值较高。而当压力施加到材料表面时,导电粒子的分布会发生改变,使得材料的电阻值会下降。这个变化是非常敏感的,而且随着施加压力的大小而变化。


通常情况下,压敏电阻是由两个金属电极之间夹着压敏材料制成的。施加压力时,金属电极之间的距离会缩短,从而导致电阻值下降。当施加的压力消失时,电阻值会自动恢复到初始状态。


压敏电阻具有响应速度快、检测范围广等优点。它们常常被用于传感器和机器人等设备中,用于测量和监测物理量,如力、压力、重量、应变等。




制造压敏电阻的主要原材料及生产工业


制造压敏电阻的主要原材料是压敏材料,通常由半导体材料、氧化物、复合材料、陶瓷等制成。其中,氧化物压敏材料是最常用的,如氧化镁、氧化锌、氧化铅、氧化锆和氧化钡等。


生产压敏电阻的工艺通常分为两种,即印刷工艺和薄膜工艺。印刷工艺是将压敏材料印刷在合适的电极上,并进行烧结和贴装等工艺步骤,最终形成完整的压敏电阻。而薄膜工艺则是在陶瓷或玻璃衬底上喷涂金属粉末制成电极,在其上贴附压敏材料,并通过刻蚀、蚀刻等工艺步骤,制作出压敏电阻。


压敏电阻的生产工业主要集中在亚洲地区,如中国、日本、韩国等地。这些地区的压敏电阻制造商拥有成熟的制造技术和丰富的生产经验,可生产各种规格和性能的压敏电阻,广泛应用于电子元器件、传感器、机器人等领域。



压敏电阻的作用与应用



压敏电阻的主要作用是感应物理量(如压力、应变、力等)并将其转化为电信号输出。它们通常被用于传感器和控制器中,用于测量和监测物理量并输出相应的信号,以控制和调节设备的运行状态。


以下是压敏电阻的一些常见应用:


1. 传感器:压敏电阻常被用于传感器中,检测物理量的变化并将其转化为电信号输出,如在高精度的力传感器中,压敏电阻可感应物体的应力变化。


2. 机器人:机器人的手臂通常需要具有灵敏的触觉,以便进行精确的操作。在机器人手臂的末端装配压敏电阻传感器可以实现触觉控制。


3. 医疗设备:压敏电阻可用于医疗设备中,如肌电图(EMG)电极用于监测肌肉运动及神经活动。


4. 智能家居:压敏电阻可以在智能家居环境中起到重要作用,例如可以用于测量去污剂瓶的余量,从而告诉你何时需要更换瓶子。


总之,压敏电阻具有响应速度快、检测范围广、体积小、耐腐蚀等特点,已经广泛应用于工业自动化、机器人、智能家居、医疗设备等领域。



压敏电阻如何选型?



选型压敏电阻需要考虑以下几个方面:


1. 感应物理量:首先需要了解需要测量的物理量,如压力、应变、力等,以便选择适合的压敏电阻。


2. 检测范围:选择压敏电阻时需要考虑其检测范围是否能够满足实际需求。


3. 响应时间:不同的压敏电阻响应时间不同,需要根据具体应用环境进行选择。


4. 精度: 精度对应用场景也有很大的影响,如果要求精度比较高,需要选择精度越高的,质量越可靠的压敏电阻。


5. 电气参数:压敏电阻的电阻值、漏电流、带宽等电气参数也要考虑,在实际应用中才能满足需求。


6. 压敏材料:不同的压敏材料适用于不同的应用场景,需要根据其特性和使用环境选择最适合的压敏电阻。


7. 封装和安装:压敏电阻的封装和安装方式也需要考虑。如需要防水、防尘、防爆功能,需要进行相应的封装。


综合考虑以上因素,确定适合的压敏电阻型号可以保证其稳定性和精度,并最大限度地满足应用需求。需要注意的是,选型之前需要仔细了解目标应用环境和要求,从而选择最合适的压敏电阻产品。



压敏电阻品牌推荐



市面上有很多良好的压敏电阻品牌,这里向您推荐几个知名的品牌:


1. VISHAY(维莎):VISHAY是一家领先的电子元器件制造商,其压敏电阻具有高精度、高稳定性和广泛的温度范围等特点,应用于工业控制、测试和测量等领域。


2. MURATA(村田):MURATA是一家全球领先的电子元器件制造商,其压敏电阻具有快速响应、高可靠性和广泛的工作温度范围等特点,应用于电源产品、电子设备以及汽车电子等领域。


3. Bourns(博纳斯):Bourns是一家专业生产电子元器件的公司,其压敏电阻产品系列广泛应用于电子测量、医疗设备和工业控制领域。


4. Panasonic(松下):Panasonic是一家提供广泛的电子设备和解决方案的公司,其压敏电阻产品系列具有高灵敏度、高精度和良好的稳定性,应用于家电、通讯、汽车电子和医疗设备等领域。


需要注意的是,不同品牌的压敏电阻有着不同的特点和适用范围,具体选用哪一个品牌需要根据自己的需求进行选择。同时,选购时一定要选择正规的销售商,以避免购买到假冒伪劣、质量不稳定的产品。



 

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