Тензорезистор (от слов «тензо» — напряжение и «резистор») — это особый тип резистора, ключевой особенностью которого является способность изменять свое электрическое сопротивление под воздействием механической деформации. Это изменение происходит, когда к элементу прикладываются механические напряжения, вызывающие его растяжение или сжатие.
Применение в тензодатчиках
Основная сфера применения тензорезисторов — это тензодатчики, которые представляют собой измерительные преобразователи, построенные на базе электрического тензометра. Принцип действия такого датчика основан на изменении сопротивления металлической проволоки (тензорезистора) при её деформации. Конструктивно датчик часто выполняется в виде проволочной решетки, для изготовления которой используются такие материалы, как никель и молибден. Существуют также ненаклеиваемые модели тензодатчиков, которые отличаются отсутствием поперечной тензочувствительности.
Материалы и ключевая характеристика
Важнейшей характеристикой материала тензорезистора является коэффициент тензочувствительности (k). Он определяется как отношение относительного изменения электрического сопротивления к величине относительной деформации. Для металлических материалов, таких как константан, нихром или сплавы на основе никеля, молибдена и платины, этот коэффициент обычно находится в диапазоне от 2 до 14. В их случае изменение сопротивления в основном обусловлено изменением геометрических размеров элемента при растяжении или сжатии.
Совершенно иные показатели демонстрируют полупроводниковые тензорезисторы, изготавливаемые из кристаллов германия или кремния. Их коэффициент тензочувствительности значительно выше и может достигать значений от 100 до 200, что делает их гораздо более чувствительными.
Конструктивные особенности
Металлические тензорезисторы чаще всего производят в виде проволочной решетки или фольги. Полупроводниковые же элементы изготавливают в форме небольших пластинок длиной 1–10 мм, шириной 0,2–1,0 мм и толщиной 20–60 микрометров. Также для их создания применяется технология наращивания эпитаксиальных пленок, которые представляют собой монокристаллические слои.
