當(dāng)力作用于硅晶體時,晶體的晶格產(chǎn)生變形,使載流子從一個能谷向另一個能谷散射,引起載流子的遷移率發(fā)生變化,擾動了載流子縱向和橫向的平均量,從而使硅的電阻率發(fā)生變化。這種變化隨晶體的取向不同而異,因此硅的壓阻效應(yīng)與晶體的取向有關(guān)。
這種傳感器采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片上,制成硅壓阻芯片,并將此芯片的周邊固定封裝于外殼之內(nèi),引出電極引線(概述圖)。壓阻式壓力傳感器又稱為固態(tài)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。
傳感器的端部是高彈性鋼質(zhì)薄膜,頭部充滿低黏度硅油,起傳遞壓力和隔熱作用。敏感元件硅杯浸在硅油中,被測壓力通過鋼膜片和硅油傳遞給硅杯,硅杯的集成電阻通過金屬引線與絕緣端子相連,在印制電路板上有各種補(bǔ)償電阻。
壓阻式傳感器是在圓形硅膜片上擴(kuò)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(shí)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。

