资讯中心
当前位置: 永利集团5454手机版 - 资讯中心

半导体压力传感器的分类及其原理

时间:2021-03-25 点击次数:

半导体压力传感器分为半导体PN结(或肖特结)在应力作用下I-特性变化的原理制作的各种压敏二极管和晶体管。这种压力敏感元件的性能非常不稳定,没有得到很大的发展。另一种是基于半导体压阻效果的传感器,是半导体压力传感器的主要品种。早期,大多数半导体应变片粘贴在弹性元件上,形成各种应力和应变测量仪器。1960年代,随着半导体集成电路技术的发展,出现了半导体压力传感器,以扩散电阻为压力部件。这种压力传感器结构简单可靠,没有相对的运动部件,传感器的压力敏感部件和弹性部件融为一体,避免了机械滞后和蠕变,提高了传感器的性能。

半导体抗压效果半导体具有与外力相关的特性,即阻力率(用符号锆表示)随承受的应力而变化,称为抗压效果。单位应力下产生的阻力率的相对变化称为阻力系数,用符号π表示。以数学形式表示α/α=σ。

官方中σ表示应力。半导体阻力受应力时产生的阻力值的变化(壹R/R)主要由阻力率的变化决定,因此上述阻力效应的表现形式也可以写成壹R/R=πσ。

在外力的作用下,半导体晶体产生一定的应力(σ)和应变(?),其关系由材料的杨氏模量(y)决定,即Y=σ/◎。

半导体承受的应变表示阻力效果时,为壹R/R=G穴位。

G是压力传感器的敏感因子,代表单位应变引起的电阻值的相对变化。

压力系数或敏感因素是半导体压力效应的基本物理参数。就像应力和应变关系一样,它们之间的关系取决于材料的杨氏模量,即G=πY。

由于半导体晶体在弹性上各向异性,杨氏模量和压阻系数随晶体方向而变化。半导体的阻力效果也与半导体的阻力率密切相关,阻力率越低,灵敏度越小。暖气片的压阻效果取决于暖气片的晶体方向和杂质浓度。杂质浓度主要指散热器表面的杂质浓度。

常用的半导体压力传感器使用n型硅片作为基材。首先,硅片制成一定几何形状的弹性受力部件。在这个硅片的受力部分,沿着不同的结晶制造4个p型扩散电阻,用这4个电阻构成4个臂惠斯登桥。在外力的作用下,阻值的变化变为电信号输出。这种具有压力效应的惠斯登电桥是压力传感器的心脏,通常称为压力电桥。压力桥架的特点是①桥架四臂电阻值相等(均为R0)②桥架相邻臂架的压力效应值相等,符号相反③桥架四臂电阻温度系数相同,始终处于同一温度。R0为室温下无应力时的电阻值;RT为温度变化时的电阻温度系数(α)变化;△R为承受应变时引起的阻力值变化;桥梁输出电压为u=I0壹=恒流源桥=I0RG(恒流源桥)。

其中I0为恒流源电流,e为恒压源电压。压力电桥的输出电压与应变(莪)直接成正比,与阻温系数引起的RT无关,大大降低了传感器的温度漂移。半导体压力传感器中应用最广泛的是检测流体压力的传感器。其主要结构是由单晶硅材料组成的薄膜盒。膜片为杯状,杯底为外力部分,压力电桥为杯底。用同样的硅单晶材料制成环形座椅,将薄膜粘在座椅上。该压力传感器具有灵敏度高、体积小、固体化等优点,已广泛应用于航空、航空、自动仪器、医疗仪器等领域。

永利集团5454手机版是专业研发生产高品质、高精度力值测量传感器的厂家。主要产品有微型压式传感器、拉压式传感器、S型传感器、称重测力传感器、扭矩传感器、位移传感器、压力变送器、液压传感器、控制仪表、以及手持仪等力控产品达千余种,产品可广泛应用于多种新型和智能化高端领域,包括工业自动化生产线、3C、新能源、机器人、机械制造、医疗、纺织、汽车、冶金以及交通等领域。

免责声明:本文部分内容源于网络,旨在传递和分享更多信息,如有侵犯您的权利,请联系大家删除。


推荐阅读

Copyright ? 2013-2021 永利集团5454手机版 版权所有  粤ICP备18107338号-1

在线客服 联系方式 二维码

前台客服1

前台客服2

工程师1

工程师2

服务热线

0755-8923 3819

力准公众号

扫一扫,关注大家

XML 地图 | Sitemap 地图