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壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應而構成。采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴散一組等值電阻，并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內。當壓力發(fā)生變化時，單晶硅產生應變，使直接擴散在上面的應變電阻產生與被測壓力成正比的變化，再由橋式電路獲相應的電壓輸出信號。1954年C.S.史密斯詳細研究了硅的壓阻效應，從此開始用硅制造壓力傳感器。早期的硅壓力傳感器是半導體應變計式的。后來在N型硅片上定域擴散P型雜質形成電阻條，并接成電橋,制成芯片。此芯片仍需粘貼在彈性元件上才能敏感壓力的變化。采用這種芯片作為敏感元件的傳感器稱為擴散型壓力傳感器。這兩種傳感器都同樣采用粘片結構，因而存在滯后和蠕變大、固有頻率低、不適于動態(tài)測量以及難于小型化和集成化、精度不高等缺點。70年代以來制成了周邊固定支撐的電阻和硅膜片的一體化硅杯式擴散型壓力傳感器。它不僅克服了粘片結構的固有缺陷，而且能將電阻條、補償電路和信號調整電路集成在一塊硅片上，甚至將微型處理器與傳感器集成在一起，制成智能傳感器。這種新型傳感器的優(yōu)點是:①頻率響應高(例如有的產品固有頻率達1.5兆赫以上),適于動態(tài)測量;②體積?。ɡ缬械漠a品外徑可達0.25毫米），適于微型化；③精度高，可達0.1～0.01％；④靈敏高,比金屬應變計高出很多倍，有些應用場合可不加放大器；⑤無活動部件，可靠性高，能工作于振動、沖擊、腐蝕、強干擾等惡劣環(huán)境。其缺點是溫度影響較大（有時需進行溫度補償）、工藝較復雜和造價高等。缺點是： ①溫度特性差，由于壓阻式壓力傳感器是用半導體材料制作的，受溫度影響較大，因此，在溫度變化大的環(huán)境中使用時，必須進行溫度補償。
發(fā)布時間:
2018
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