壓阻式傳感器是根據(jù)半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經(jīng)擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件,擴散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時,各電阻值將發(fā)生變化,電橋就會產(chǎn)生相應的不平衡輸出。 用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)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越受到人們的重視,尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應用為普遍。
1、靈敏度非常高,有時傳感器的輸出不需放大可直接用于測量;
2、分辨率高,例如測量壓力時可測出10~20Pa的微壓;
3、測量元件的有效面積可做得很小,故頻率響應高;
4、可測量低頻加速度和直線加速度。
當受到壓力作用時,一對橋臂的電阻變大,而另一對橋臂電阻變小,電橋失去平衡,輸出一個與壓力成正比的電壓。由于硅壓阻式壓力傳感器的靈敏系數(shù)比金屬應變的靈敏系數(shù)大50~100倍,故硅壓阻式壓力傳感器的滿量程輸出可達幾十毫伏至二百多毫伏,有時不需要放大就可直接測量。
壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應而構成。采用單晶硅片為彈性元件,在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝,在單晶硅的特定方向擴散一組等值電阻,并將電阻接成橋路,單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。當壓力發(fā)生變化時,單晶硅產(chǎn)生應變,使直接擴散在上面的應變電阻產(chǎn)生與被測壓力成正比的變化,再由橋式電路獲相應的電壓輸出信號。

