日本免费全黄少妇一区二区三区-高清无码一区二区三区四区-欧美中文字幕日韩在线观看-国产福利诱惑在线网站-国产中文字幕一区在线-亚洲欧美精品日韩一区-久久国产精品国产精品国产-国产精久久久久久一区二区三区-欧美亚洲国产精品久久久久

  1. 首頁(yè) > 云知道 > >

壓力傳感器的工作原理

小知識(shí)工作壓力傳感器

壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡(jiǎn)單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用
力學(xué)傳感器的種類(lèi)繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)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(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性 。下面我們主要介紹這類(lèi)傳感器 。
壓阻式壓力傳感器原理：
壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器 。壓阻式傳感器常用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹浚ㄈ缫何弧⒓铀俣?、重量、?yīng)變、流量、真空度）的測(cè)量和控制 。

壓阻效應(yīng)
當(dāng)力作用于硅晶體時(shí)，晶體的晶格產(chǎn)生變形，使載流子從一個(gè)能谷向另一個(gè)能谷散射，引起載流子的遷移率發(fā)生變化，擾動(dòng)了載流子縱向和橫向的平均量，從而使硅的電阻率發(fā)生變化 。這種變化隨晶體的取向不同而異，因此硅的壓阻效應(yīng)與晶體的取向有關(guān) 。硅的壓阻效應(yīng)不同于金屬應(yīng)變計(jì)，前者電阻隨壓力的變化主要取決于電阻率的變化，后者電阻的變化則主要取決于幾何尺寸的變化（應(yīng)變），而且前者的靈敏度比后者大50～100倍 。
壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)
壓阻式壓力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(nèi)，引出電極引線 。壓阻式壓力傳感器又稱(chēng)為固態(tài)壓力傳感器，它不同于粘貼式應(yīng)變計(jì)需通過(guò)彈性敏感元件間接感受外力，而是直接通過(guò)硅膜片感受被測(cè)壓力的 。硅膜片的一面是與被測(cè)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(shè)計(jì)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(kuò)散4條p雜質(zhì)電阻條，并接成全橋，其中兩條位于壓應(yīng)力區(qū)，另兩條處于拉應(yīng)力區(qū)，相對(duì)于膜片中心對(duì)稱(chēng) 。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上擴(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)成全橋 。

壓阻式壓力傳感器發(fā)展?fàn)顩r
1954年c.s.史密斯詳細(xì)研究了硅的壓阻效應(yīng)，從此開(kāi)始用硅制造壓力傳感
器 。早期的硅壓力傳感器是半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)式的 。后來(lái)在n型硅片上定域擴(kuò)散p型雜質(zhì)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(chēng)為擴(kuò)散型壓力傳感器 。這兩種傳感器都同樣采用粘片結(jié)構(gòu)，因而存在滯后和蠕變大、固有頻率低、不適
于動(dòng)態(tài)測(cè)量以及難于小型化和集成化、精度不高等缺點(diǎn) 。70年代以來(lái)制成了周邊固定支撐的電阻和硅膜片的一體化硅杯式擴(kuò)散型壓力傳感器 。它不僅克服了粘片結(jié)構(gòu)的固有缺陷，而且能將電阻條、補(bǔ)償電路和信號(hào)調(diào)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(diǎn)是:
①頻率響應(yīng)高(例如有的產(chǎn)品固有頻率達(dá)1.5兆赫以上)，適于動(dòng)態(tài)測(cè)量;
②體積?。ɡ缬械漠a(chǎn)品外徑可達(dá)0.25毫米），適于微型化；
③精度高，可達(dá)0.1～0.01％；
④靈敏高，比金屬應(yīng)變計(jì)高出很多倍，有些應(yīng)用場(chǎng)合可不加放大器；汽車(chē)維修技術(shù)網(wǎng)
⑤無(wú)活動(dòng)部件，可靠性高，能工作于振動(dòng)、沖擊、腐蝕、強(qiáng)干擾等惡劣環(huán)境 。其缺點(diǎn)是溫度影響較大（有時(shí)需進(jìn)行溫度補(bǔ)償）、工藝較復(fù)雜和造價(jià)高等 。

推薦閱讀