为什么半导体应变片灵敏度比金属丝应变片大50~70倍

先上一下别人的答案电阻应变片是利用金属合金体形变导致电阻变化的原理制成的形变传感器，半导体应变片是利用半导体结构形变导致载流子密度变化制成的形变传感器。电阻应变片的优点是变化率稳定，受温度影响小的优点，但是，它的缺点是变化值很微小，检出比较困难；半导体应变片的优点是灵敏度高，输出值电平高，但是，它的稳定差，受温度影响大。总的来说就是金属的更稳定，但是变化范围小，半导体的不稳定，但是变化范围大。但是为什么是这样子的就是题主的问题了，下面也是我自己的回答。金属应变片是由两片不同类型的金属耦合而成，通过应变力导致一片拉伸一片收缩横截面积改变导致应变片电阻改变，从而可以测量数据，这里金属的电阻率没有发生变化。但是对于半导体，他的不稳定性在于电阻的改变不仅由于横截面积的变化，更多是由于电阻率本身的变化。半导体在低压的时候原子外层无电子，导电不能，高压时电子激发到外层，金属性质显现，这时候可以导电。这里的高压低压只是能量的表征，高温，光照，压力都可以作为激发的原料。电导率的大小取决于导电子的浓度（电子和空穴，下称载流子），温度，光照，电压都可以促进半导体载流子的产生；压力使原子间间距发生变化，导致内外电子层的距离也发生变化，也影响了载流子激发的难易程度。总多因素的影响导致半导体材料的载流子变化范围很大，也就是电阻率的变化范围就很大，所以半导体的灵敏度比金属应变片大。同时半导体因为会受到很多因素的影响，因此实验无关量也要较多的考虑进来，比如温度就是特别遭人烦的东西（上面也提及了）。但总的来说这些因素还是可控的。纯手打，望采纳~~~

利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件，又称半导体应变片。压阻效应是半导体晶体材料在某一方向受力产生变形时材料的电阻率发生变化的现象（见压阻式传感器）。半导体应变片需要粘贴在试件上测量试件应变或粘贴在d性敏感元件上间接地感受被测外力。利用不同构形的d性敏感元件可测量各种物体的应力、应变、压力、扭矩、加速度等机械量。半导体应变片与电阻应变片(见电阻应变片相比，具有灵敏系数高（约高 50～100倍）、机械滞后小、体积小、耗电少等优点。P型和N型硅的灵敏系数符号相反，适于接成电桥的相邻两臂测量同一应力。早期的半导体应变片采用机械加工、化学腐蚀等方法制成，称为体型半导体应变片。它的缺点是电阻和灵敏系数的温度系数大、非线性大和分散性大等。这曾限制了它的应用和发展。自70年代以来，随着半导体集成电路工艺的迅速发展，相继出现扩散型、外延型和薄膜型半导体应变片，上述缺点得到一定克服。半导体应变片主要应用于飞机、导d、车辆、船舶、机床、桥梁等各种设备的机械量测量。

一、电阻丝应变片与半导体应变片的区别：

1、工作原理不同：

电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。

半导体应变片是一种利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件。压阻效应是半导体晶体材料在某一方向受力产生变形时材料的电阻率发生变化的现象（见压阻式传感器）。

2、应用不同：

丝绕式电阻片，目前广泛使用的有半圆弯头平绕式，这种电阻片多用纸底和纸盖，价格低廉，适于实验室广泛使用，缺点是精度较差，横向效应系数较大。半导体应变片主要应用于飞机、导d、车辆、船舶、机床、桥梁等各种设备的机械量测量。

二、半导体应变片的优缺点：

半导体应变片最突出的优点是灵敏度高，这为它的应用提供了有利条件。另外，由于机械滞后小、横向效应小以及它本身体积小等特点，扩大了半导体应变片的使用范围。

其最大的缺点是温度稳定性差、灵敏度离散程度大（由于晶向、杂质等因素的影响）以及在较大应变作用下非线性误差大等，给使用带来一定困难。

三、电阻丝应变片的优缺点：优点是价格低廉，缺点是精度较差，横向效应系数较大。

扩展资料：

体型半导体应变片的相关种类。

1、普通型:它适合于一般应力测量；

2、温度自动补偿型：它能使温度引起的导致应变电阻变化的各种因素自动抵消，只适用于特定的试件材料；

3、灵敏度补偿型：通过选择适当的衬底材料（例如不锈钢），并采用稳流电路，使温度引起的灵敏度变化极小；

4、高输出（高电阻）型：它的阻值很高（2～10千欧）,可接成电桥以高电压供电而获得高输出电压，因而可不经放大而直接接入指示仪表。

参考资料来源：百度百科-电阻应变片

参考资料来源：百度百科-半导体应变片

---