一、压阻式传感器是什么?
压阻式传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成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的测量和控制。
二、压阻式压力传感器灵敏度计算?
压阻式传感器是在圆形硅膜片上扩散出四个电阻,这四个电阻接成惠斯登电桥。假设四个扩散电阻的起始电阻都相等且为R,当有应力作用时,两个电阻的阻值增加,增加量为ΔR,两个电阻的阻值减小,减小量为ΔR;另外由于温度影响,使每个电阻都有ΔRT的变化量。若电桥的供桥电压为U,则它的输出电压为:
式中:πL-压阻系数;E-电阻半导体材料的弹性模量;S=πL·E-传感器的灵敏度。
三、压阻传感器属于压力还是应变传感器?
半导体应变片式传感器在实际应用中被称为压阻式压力传感器,压阻式压力传感器在早期利用半导体应变片粘贴在弹性体上制成。上世纪70年代后期,研制出了周边固定的力敏电阻和硅膜一体化的扩散型压阻式压力传感器,克服了粘贴带来的滞后、蠕变及固有频率较低和集成化困难的缺点,且把应变电阻条和误差补偿、信号调理等电路集成在一块硅片上。
四、阻压式传感器的组成?
压阻式压力传感器又称为固态压力传感器,它不同于粘贴式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。硅膜片的一面是与被测压力连通的高压腔,另一面是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。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方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。
压力传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。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。
压阻式压力传感器主要由固定在硅杯上的硅杯膜片和外壳组成。硅膜片的上下有低压腔和高压腔,高压腔通入被测压力,低压腔与大气相通,检测表压力。也可以分別通入高、低压力,检测差压力。在被测压力或差压作用下,硅膜片产生应变,扩散电阻的阻值随应变而变化。传感器的外形结构因被测介质性质和测压环境而有所不同。由硅杯膜片构成的压力传感器又称为扩散硅压力传感器。
已经出现的集成压阻式压力传感器(又称固态压力传感器),采用大规模集成电路技术,将扩散电阻、检测放大电路、温度补傥电路乃至电源变换电路和微处理器集成在同一块中晶硅膜片上,兼有信号检测、处理(放大、运算、补偿)、记忆功能,从而大大地提高了传感器的稳定性和测量准确度。
五、压阻式压力传感器的核心元件?
核心元件是电阻压变片。
目前,普遍采用压阻式拉压力传感器测量水平方向所受拉压力。压阻式拉压力传感器组成结构包括两大部分弹性敏感元件和电阻压变片。其中,弹性敏感元件是敏感元件,可根据被测参数来设计或选择结构和形式;电阻压变片的作用是将水平方向所受的拉压力转换成电阻变化的转换元件;电阻压变片是压阻式拉压力传感器的核心元件。
弹性敏感元件在水平方向拉压力的作用下表面产生应变。导致粘贴在弹性敏感元件表面的电阻压变片的电阻值发生变化。从而通过测量电阻压变片的电阻值变化,确定被测量参数的大小。
六、压阻式传感器?
用ISO技术将半导体材料的敏感芯片封装在不锈钢波纹膜片的壳体中,在不锈钢波纹膜片和芯片之间充有硅油。
芯片引线穿过壳体引出并采用密封措施,防止硅油向外泄露或外面的压力介质渗入其中,这样芯片、硅油、壳体和引线组成压力传感器。
当传感器处在压力介质中时,介质压力作用于波纹膜片上使使其中的硅油受压,硅油将膜片的压力传递给半导体芯片。
芯片受压后使其电阻值发生变化,电阻信号通过引线引出。
不锈钢波纹膜片壳体受到压力并保护芯片,因而压阻式压力传感器能在有腐蚀性介质中感应压力信号。
七、压阻式传感器的性能指标?
1.额定压力范围
额定压力范围是满足标准规定值的压力范围。也就是在最高和最低温度之间,传感器输出符合规定工作特性的压力范围。在实际应用时传感器所测压力在该范围之内。
2.最大压力范围
最大压力范围是指传感器能长时间承受的最大压力,且不引起输出特性永久性改变。特别是半导体压力传感器,为进步线性和温度特性,一般都大幅度减小额定压力范围。因此,即使在额定压力以上连续使用也不会被损坏。一般最大压力是额定压力最高值的2-3倍。
3.损坏压力
损坏压力是指能够加工在传感器上且不使传感器元件或传感器外壳损坏的最大压力。
4.线性度
线性度是指在工作压力范围内,传感器输出与压力之间直线关系的最大偏离。
5.压力迟滞
为在室温下及工作压力范围内,从最小工作压力和最大工作压力趋近某一压力时,传感器输出之差。
6.温度范围
压力传感器的温度范围分为补偿温度范围和工作温度范围。补偿温度范围是由于施加了温度补偿,精度进进额定范围内的温度范围。工作温度范围是保证压力传感器能正常工作的温度范围。
八、压电传感器和压阻传感器有什么区别?
压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。 用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。
压电式传感器:基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量.