压阻式传感器

发布时间:2022-10-28 11:16
作者:Ameya360
来源:网络
阅读量:2351

  压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。

压阻式传感器

压阻式传感器应用

  压阻式传感器广泛地应用于航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等各个领域。在航天和航空工业中压力是一个关键参数,对静态和动态压力,局部压力和整个压力场的测量都要求很高的精度。

      压阻式传感器是用于这方面的较理想的传感器。例如,用于测量直升飞机机翼的气流压力分布,测试发动机进气口的动态畸变、叶栅的脉动压力和机翼的抖动等。在飞机喷气发动机中心压力的测量中,使用专门设计的硅压力传感器,其工作温度达500℃以上。在波音客机的大气数据测量系统中采用了精度高达0.05%的配套硅压力传感器。

压阻式传感器特点

  ①压阻式传感器的灵敏系数比金属应变式压力传感器的灵敏度系数要大50-100倍。有的时候压阻式传感器的输出不需要放大器就可直接进行测量。

  ②由于它采用集成电路工艺加工,因而结构尺寸小,重量轻。

  ③压力分辨率高,它可以检测出像血压那么小的微压。

  ④频率响应好,它可以测量几十千赫的脉动压力。

  ⑤由于传感器的力敏元件及检测元件制在同一块硅片上,所以它工作可靠,综合精度高,且使用寿命长。

  ⑥由于采用半导体材料硅制作,传感器对温度比较敏感,如不采用温度补偿,其温度误差较大。


压阻式传感器结构

  这种传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅压阻芯片,并将此芯片的周边固定封装于外壳之内,引出电极引线。压阻式传感器又称为固态压力传感器,它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力,而是直接通过硅膜片感受被测压力的。

  硅膜片的一面是与被测压力连通的高压腔,另一面是与大气连通的低压腔。硅膜片一般设计成周边固支的圆形,直径与厚度比约为20~60。在圆形硅膜片(N型)定域扩散4条P杂质电阻条,并接成全桥,其中两条位于压应力区,另两条处于拉应力区,相对于膜片中心对称。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上扩散制作电阻条 ,两条受拉应力的电阻条与另两条受压应力的电阻条构成全桥。


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