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(shè)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(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),相對于膜片中心對稱。兩種微型壓力傳感器的膜片,單位為毫米。此外,也有采用方形硅膜片和硅柱形敏感元件的。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(yīng)力的電阻條與另兩條受壓應(yīng)力的電阻條構(gòu)成全橋。
壓阻壓力傳感器是指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。單晶硅材料在受到力的作用后,電阻率發(fā)生變化,通過測量電路就可得到正比于力變化的電信號輸出。它又稱為擴散硅壓阻壓力傳感器,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力,而是直接通過硅膜片感受被測壓力的。
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)變和溫度同時作用于傳感器時,傳感器的輸出不是應(yīng)變和溫度單獨作用時產(chǎn)生的輸出量的簡單迭加,還存在著熱力學(xué)和力學(xué)量的相互作用,這個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。
實際上,交叉靈敏度反映了在不同應(yīng)變時,溫度靈敏度不是一個常數(shù),而是隨著應(yīng)變的變化而變化,交叉靈敏度的大小描述了溫度靈敏度偏離常數(shù)的程度。實驗中通過在不同應(yīng)變下測量溫度靈敏度,作出ST-ε曲線,該曲線的斜率便反映了交叉靈敏度的大小。

