壓阻�傳感�是根�(jù)半導(dǎo)�材料的壓阻效�(yīng)在半�(dǎo)體材料的基片上經(jīng)�(kuò)�電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件,�(kuò)散電阻在基片�(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時,各電阻值將�(fā)生變�,電橋就會產(chǎn)生相�(yīng)的不平衡輸出�
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�,并將此芯片的周邊固定封裝于外殼之�(nèi),引出電極引�。壓阻式傳感器又稱為固態(tài)壓力傳感器,它不同于粘貼式應(yīng)變計需通過彈性敏感元件間接感受外�,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�,另一面是與大氣連通的低壓腔。硅膜片一般設(shè)計成周邊固支的圓�,直徑與厚度比約�20�60。在圓形硅膜�(N�)定域�(kuò)�4條P雜質(zhì)電阻�,并接成全�,其中兩條位于壓�(yīng)力區(qū),另兩條處于拉應(yīng)力區(qū),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�(kuò)散制作電阻條 ,兩條受拉應(yīng)力的電阻條與另兩條受壓應(yīng)力的電阻條構(gòu)成全��
①壓阻式傳感器的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變式壓力傳感器的靈敏度系�(shù)要大50-100倍。有的時候壓阻式傳感器的輸出不需要放大器就可直接�(jìn)行測��
②由于它采用集成電路工藝加工,因而結(jié)�(gòu)尺寸�,重量輕�
?、蹓毫Ψ直媛矢?,它可以檢測出像血壓那么小的微��
?、茴l率響�(yīng)�,它可以測量幾十千赫的脈動壓��
?、萦捎趥鞲衅鞯牧γ粼皺z測元件制在同一塊硅片上,所以它工作可靠,綜合精度高,且使用壽命��
?、抻捎诓捎冒�?dǎo)體材料硅制作,傳感器對溫度比較敏�,如不采用溫度補(bǔ)�,其溫度誤差較大�
壓阻式傳感器廣泛地應(yīng)用于航天、航�、航�、石油化�、動力機(jī)械、生物醫(yī)�(xué)工程、氣�、地�(zhì)、地震測量等各個領(lǐng)�。在航天和航空工�(yè)中壓力是一個關(guān)鍵參�(shù),對靜�(tài)和動�(tài)壓力,局部壓力和整個壓力場的測量都要求很高的精�。壓阻式傳感器是用于這方面的較理想的傳感�。例�,用于測量直升飛機(jī)�(jī)翼的氣流壓力分布,測試發(fā)動機(jī)�(jìn)氣口的動�(tài)畸變、葉柵的脈動壓力和機(jī)翼的抖動�。在飛機(jī)噴氣�(fā)動機(jī)中心壓力的測量中,使用專門�(shè)計的硅壓力傳感器,其工作溫度達(dá)500℃以�。在波音客機(jī)的大氣數(shù)�(jù)測量系統(tǒng)中采用了精度高達(dá)0.05%的配套硅壓力傳感器。在尺寸縮小的風(fēng)洞模型試驗中�壓阻式傳感器能密集安裝在�(fēng)洞�(jìn)口處和發(fā)動機(jī)�(jìn)氣管道模型中。單個傳感器直徑�2.36毫米,固有頻率高�(dá)300千赫,非線性和滯后均為全量程的±0.22�。在生物�(yī)�(xué)方面,壓式傳感器也是理想的檢測工具。已制成�(kuò)散硅膜薄�10微米,外徑�0.5毫米的注射針型壓阻式壓力傳感器和能測量心血管、顱�(nèi)、尿道、子宮和眼球�(nèi)壓力的傳感器。圖3是一種用于測量腦壓的傳感器的�(jié)�(gòu)�。壓阻式傳感器還有效地應(yīng)用于爆炸壓力和沖擊波的測�、真空測量、監(jiān)測和控制汽車�(fā)動機(jī)的性能以及諸如測量槍炮膛內(nèi)壓力、發(fā)射沖擊波等兵器方面的測量。此�,在油井壓力測量、隨鉆測向和測位地下密封電纜故障點的檢測以及流量和液位測量等方面都廣泛應(yīng)用壓式傳感器。隨著微電子技�(shù)和計算機(jī)的�(jìn)一步發(fā)��壓阻式傳感器的應(yīng)用還將迅速發(fā)展�