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。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(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。
靈敏度高: 硅應(yīng)變電阻的靈敏因子比金屬應(yīng)變片高50~100倍,故相應(yīng)的傳感器靈敏度很高,一般滿量程輸出為100mv左右。因此對(duì)接口電路無(wú)特殊要求,應(yīng)用成本相應(yīng)較低。由于它是一種非機(jī)械結(jié)構(gòu)傳感器,因而分辨率,國(guó)外稱之無(wú)限,即主要受限于外界的檢測(cè)讀出儀表限制及噪聲干擾限制,一般均可達(dá)傳感器滿量程的十萬(wàn)分之一以下。硅壓阻傳感器在零點(diǎn)附近的低量程段無(wú)死區(qū),且線性優(yōu)良。
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。
實(shí)際上,交叉靈敏度反映了在不同應(yīng)變時(shí),溫度靈敏度不是一個(gè)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(shí)驗(yàn)中通過在不同應(yīng)變下測(cè)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。

