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          壓阻式壓力傳感器結構

          日期:2022-05-14 09:01
          瀏覽次數:726
          摘要:壓阻式壓力傳感器又稱為固態壓力傳感器,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。硅膜片的一面是與被測壓力連通的高壓腔,另一面是與大氣連通的低壓腔。

          壓阻式壓力傳感器又稱為固態壓力傳感器,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。硅膜片的一面是與被測壓力連通的高壓腔,另一面是與大氣連通的低壓腔。

          硅膜片一般設計成周邊固支的圓形,直徑與厚度比約為20~60。在圓形硅膜片N型定域擴散4條P雜質電阻條,并接成全橋,其中兩條位于壓應力區,另兩條處于拉應力區,相對于膜片中心對稱。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上擴散制作電阻條,兩條受拉應力的電阻條與另兩條受壓應力的電阻條構成全橋。

          壓力傳感器的種類繁多,如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用*為廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。這種傳感器采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片上,制成硅壓阻芯片,并將此芯片的周邊固定封裝于外殼之內,引出電極引線。

          壓阻式壓力傳感器主要由固定在硅杯上的硅杯膜片和外殼組成。硅膜片的上下有低壓腔和高壓腔,高壓腔通入被測壓力,低壓腔與大氣相通,檢測表壓力。也可以分別通入高、低壓力,檢測差壓力。在被測壓力或差壓作用下,硅膜片產生應變,擴散電阻的阻值隨應變而變化。傳感器的外形結構因被測介質性質和測壓環境而有所不同。由硅杯膜片構成的壓力傳感器又稱為擴散硅壓力傳感器。

          已經出現的集成壓阻式壓力傳感器(又稱固態壓力傳感器),采用大規模集成電路技術,將擴散電阻、檢測放大電路、溫度補儻電路乃至電源變換電路和微處理器集成在同一塊中晶硅膜片上,兼有信號檢測、處理(放大、運算、補償)、記憶功能,從而大大地提高了傳感器的穩定性和測量準確度。