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您是否知道压阻式压力传感器的结构效应具体原因?


您是否知道压阻式压力传感器的结构效应具体原因?
  压阻式压力传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应?#22270;?#25104;电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后,电阻率发生变化,通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度)的测量和控制当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而?#26500;?#30340;电阻率发生变化。这?#30452;?#21270;随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。
  硅的压阻效应不同于金属应变计(见电阻应变计),前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化(应变),而?#20202;?#32773;的灵敏度比后者大50~100倍。这种传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅压阻芯片,并将此芯片的周边固定封装于外壳之内,引出电极引线。压阻式压力传感器又称为固态压力传感器,它不同于?#31243;?#24335;应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力,而是直接通过硅膜片感受被测压力的。硅膜片的?#24187;?#26159;与被测压力连通的高压腔,另?#24187;?#26159;与大气连通的低压腔。硅膜片一般设计成周边固支的圆形,直径与厚度比约为20~60。在圆形硅膜片(N型)定域扩散4条P杂质电阻条,并接成全桥,其中两条位于压应力区,另两条处于拉应力区,相对于膜片中心对称。图2中是两种微型压力传感器的膜片,图中数字的单位为毫米。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?#27426;?#26041;向上扩散制作电阻条,两条受拉应力的电阻条与另两条受压应力的电阻条构成全桥。
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