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壓阻式壓力傳感器
發(fā)布時間：2021-01-15 02:24:34 瀏覽：
壓阻壓力傳感器是指利用單晶硅材料的壓阻效應和集成電路技術(shù)制成的傳感器。單晶硅材料在受到力的作用后，電阻率發(fā)生變化，通過測量電路就可得到正比于力變化的電信號輸出。它又稱為擴散硅壓阻壓力傳感器，它不同于粘貼式應變計需通過彈性敏感元件間接感受外力，而是直接通過硅膜片感受被測壓力的。
壓阻壓力傳感器主要基于壓阻效應（Piezoresistive effect）。壓阻效應是用來描述材料在受到機械式應力下所產(chǎn)生的電阻變化。不同于壓電效應，壓阻效應只產(chǎn)生阻抗變化，并不會產(chǎn)生電荷。
大多數(shù)金屬材料與半導體材料都被發(fā)現(xiàn)具有壓阻效應。其中半導體材料中的壓阻效應遠大于金屬。由于硅是現(xiàn)今集成電路的主要原料，以硅制作而成的壓阻性元件的應用就變得非常有意義。硅的電阻變化不單是來自與應力有關(guān)的幾何形變，而且也來自材料本身與應力相關(guān)的電阻，這使得其程度因子大于金屬數(shù)百倍之多。N型硅的電阻變化主要是由于其三個導帶谷對的位移所造成不同遷移率的導帶谷間的載子重新分布，進而使得電子在不同流動方向上的遷移率發(fā)生改變。其次是由于來自與導帶谷形狀的改變相關(guān)的等效質(zhì)量(effective mass)的變化。在P型硅中，此現(xiàn)象變得更復雜，而且也導致等效質(zhì)量改變及電洞轉(zhuǎn)換。
壓阻壓力傳感器一般通過引線接入惠斯登電橋中。平時敏感芯體沒有外加壓力作用，電橋處于平衡狀態(tài)（稱為零位），當傳感器受壓后芯片電阻發(fā)生變化，電橋?qū)⑹テ胶?。若給電橋加一個恒定電流或電壓電源，電橋?qū)⑤敵雠c壓力對應的電壓信號，這樣傳感器的電阻變化通過電橋轉(zhuǎn)換成壓力信號輸出。電橋檢測出電阻值的變化，經(jīng)過放大后，再經(jīng)過電壓電流的轉(zhuǎn)換，變換成相應的電流信號，該電流信號通過非線性校正環(huán)路的補償，即產(chǎn)生了輸入電壓成線性對應關(guān)系的4～20mA的標準輸出信號。
為減小溫度變化對芯體電阻值的影響，提高測量精度，壓力傳感器都采用溫度補償措施使其零點漂移、靈敏度、線性度、穩(wěn)定性等技術(shù)指標保持較高水平。
無錫市海天特種壓力表廠位于太湖之濱的經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū),專業(yè)生產(chǎn)特種壓力表、壓力變送器、溫度計、測壓元件等, 了解更多信息請訪問www.chinahaitian.cn
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