壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件,擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí),各電阻值將發(fā)生變化,電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。 用作壓阻式傳感器的基片(或稱(chēng)膜片)材料主要為硅片和鍺片,硅片為敏感 材料而制成的硅壓阻傳感器越來(lái)越受到人們的重視,尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用為普遍。
性能穩(wěn)定、可靠性高:由于工作彈性形變低至微應(yīng)變數(shù)量級(jí),彈性薄膜位移在亞微米數(shù)量級(jí),因而無(wú)磨損、無(wú)疲勞、無(wú)老化。壽命長(zhǎng)達(dá)107壓力循環(huán)次以上。溫度系數(shù)?。?由于微電子技術(shù)的進(jìn)步,四個(gè)應(yīng)變電阻的一致性可做的很高,加之激光修調(diào)技術(shù)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的進(jìn)步,硅壓阻傳感器的零位與靈敏度溫度系數(shù)已可達(dá)10-5/℃數(shù)量級(jí),即在壓力傳感器領(lǐng)域已超過(guò)溫度系數(shù)小的應(yīng)變式傳感器的水平。
壓阻壓力傳感器的原理是敏感芯體受壓后產(chǎn)生電阻變化,再通過(guò)放大電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。 壓阻式芯體通用的有三類(lèi): 1、應(yīng)變?cè)? 1)結(jié)構(gòu): 將壓敏電阻以惠司通電橋形式與應(yīng)變材料(通常為不銹鋼)結(jié)合在一起。 2)特點(diǎn): 過(guò)載能力,抗沖擊壓力強(qiáng)靈敏度較低 ,適合于測(cè)量500kpa以上的高量程范圍,可達(dá)500mpa強(qiáng)度高,耐振動(dòng),不易損壞溫度漂移小高量程(1mpa以上)線(xiàn)性很好,精度高硬性膜片結(jié)構(gòu),適合測(cè)量與應(yīng)變材料兼容的各類(lèi)介質(zhì)。
交叉靈敏度分析
交叉靈敏度既與傳感器應(yīng)變片自身的壓阻系數(shù)、彈性模量、溫度系數(shù)有關(guān),又與電橋的供電電壓有關(guān),因此應(yīng)變和溫度同時(shí)作用于傳感器時(shí),傳感器的輸出不是應(yīng)變和溫度單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的輸出量的簡(jiǎn)單迭加,還存在著熱力學(xué)和力學(xué)量的相互作用,這個(gè)作用反映為交叉靈敏度,其大小反映了這種相互作用的程度。

