體型壓阻傳感器:利用半導(dǎo)體材料電阻制成粘貼式的應(yīng)變片(半導(dǎo)體應(yīng)變片),用此應(yīng)變片制成的傳感器稱為半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器,其工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。這是一種將半導(dǎo)體材料硅或鍺晶體按一定方向切割成的片狀小條,經(jīng)腐蝕壓焊粘貼在基片上而成的應(yīng)變片。
壓阻式傳感器是在圓形硅膜片上擴散出四個電阻,這四個電阻接成惠斯登電橋。當(dāng)有應(yīng)力作用時,兩個電阻的阻值增加,增另外由于溫度影響,使每個電阻都有變化量。且用線性方程近似求解可充分利用較為成熟的線性方程組的數(shù)值方法理淪,使問題大大簡化,因此在實際應(yīng)用中仍具有重要意義,而參量變化較大時,忽略交叉靈敏度對于求解精度影響較大。
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。
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。?
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。?

