硅压阻压力传感器英文(硅压阻式压力传感器工作原理)

海潮机械 2023-01-06 13:59 编辑:admin 252阅读

1. 硅压阻式压力传感器工作原理

压阻式传感器是利用晶体的压阻效应制成的传感器。当它受到压力作用时,应变元件的电阻发生变化,从而使输出电压发生变化。

一般压阻式传感器是在硅膜片上做成四个等值的电阻的应变元件,构成惠斯通电桥。当受到压力作用时,一对桥臂的电阻变大,而另一对桥臂电阻变小,电桥失去平衡,输出一个与压力成正比的电压。

由于硅压阻式压力传感器的灵敏系数比金属应变的灵敏系数大50~100倍,故硅压阻式压力传感器的满量程输出可达几十毫伏至二百多毫伏,有时不需要放大就可直接测量。

另外压阻式传感器还有易于微型化、测量范围宽、频率响应好(可测几千赫兹的脉动压力)和精度高等特点。

但在使用过程中,要注意硅压阻式压力传感器对温度很敏感,在具体的应用电路中要采用温度补偿。目前大多数硅压阻式传感器已将温度补充电路做在传感器中,从而使得这类传感器的温度系数小于土0.3%的量程。

2. 单晶硅压阻式压力传感器

压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应而构成。采用单晶硅片为弹性元件,在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺,在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻,并将电阻接成桥路,单晶硅片置于传感器腔内。

当压力发生变化时,单晶硅产生应变,使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化,再由桥式电路获相应的电压输出信号。

3. 扩散硅压阻式压力传感器的工作原理

压力传感器是一种将压力转换成电流/电压的器件,可用于测量压力、位移等物理量。

压力传感器的种类很多,其中硅半导体传感器因其体积小、重量轻、成本低、性能好、易集成等优点得到广泛的应用。

硅压阻式传感器属于其中的一种,它是在硅片上用扩散或离子注入法形成四个阻值相等的电阻条,并将它们接成一个惠斯登电桥。当没有外加压力时,电桥处于平衡状态,电桥输出为零。当有外加压力时,电桥失去平衡而产生输出电压,该电压大小与压力有关,通过检测电压,即可得到相应的压力值。但这种传感器由于四个桥臂电阻不完全匹配而引起测量误差,零点偏移较大,不易调整。

4. 硅压阻式压力传感器工作原理图解

NW101系列压力传感器芯片

NW101系列产品是由无锡市纳微电子有限公司提供的扩散硅压阻式压力传感器。

中文名

NW101系列压力传感器芯片

芯片尺寸

1.0 x 1.0 mm

工作温度

-40℃~125℃

量 程

700KPa、1600KP

应用领域

消费电子应用 绝压传感器系统

快速

导航

应用领域

产品简介

脚位定义

性能参数

产品特点

芯片尺寸:1.0 x 1.0 mm

工作温度:-40℃~125℃

量 程:700KPa、1600KP

应用领域

胎压监测系统 消费电子应用 绝压传感器系统

产品简介

本系列产品具有与被检测压力成良好线性关系的毫伏级输出信号及重复性与稳定性,适用于陶瓷、PCB、TO管等多种封装形式。NW101系列产品采用硅-硅键合技术,减小芯片尺寸(仅1.0 x 1.0 mm)。

5. 硅压阻式压力传感器工作原理图

应变片压力传感器原理

在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D 转换和CPU )显示或执行机构。

6. 压阻式压力传感器工作原理图

电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻

变化的现象,俗称为电阻应变效应。

2、陶瓷压力传感器

陶瓷压力传感器基于压阻效应,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥,由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,标准的信号根据压力

程的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等,可以和应变式传感器相兼容。

3、扩散硅压力传感器:

扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应,利用压阻效应原理,被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻

发生变化,利用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测

信号。

4、蓝宝石压力传感器:

利用应变电阻式工作原理,采用硅-蓝宝石作为半导体敏感

件,具有无与伦比的计

特性。因此,利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感

件,对温度变化不敏感,即使在高温条件下,也有着很好的工作特性;蓝宝石的抗辐射特性极强;另外,硅-蓝宝石半导体敏感

件,无p-n漂移。

5、压电式压力传感器:

压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测

,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测

动态的应力。

7. 硅压阻式力敏传感器工作原理

力敏传感器的灵敏度计算,最常用的方法是给该传感器供10V电,然后给该传感器加载满量程的力值,此时测量输出的mv信号。灵敏度=输出的mv信号/10V,单位为mv/V

8. 压阻式传感器的工作原理是什么?

压阻式压力传感器工作原理:当传感器处在压力介质中时,介质压力作用于波纹膜片上,其中的硅油受压,硅油将膜片的压力传感给半导体芯体。受压后其电阻值发生变化,电阻信号通过引线引出。不锈钢波纹膜片壳体感受压力并保护芯体,因而压阻式压力传感器能在腐蚀性的介质中感应压力信号。

  压阻式压力传感器一般通过引线接入惠斯登电桥中。平时敏感芯体没有外加压力作用,电桥处于平衡状态(称为零位),当传感器受压后芯片电阻发生变化,电桥将失去平衡。若给电桥加一个恒定电流或电压电源,电桥将输出与压力对应的电压信号,这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。出现在大部分压力传感器用制造集成电路的方法,形成四个电阻值相等的电阻条,并将它们连接刻制成惠斯登电桥。惠斯登电桥采用恒流供电,这样电桥的输出不受温度的影响,惠斯登电桥检测出电阻值的变化,经过差分一化放大器,输出放大器放大后,再经过电压电流的转换,变换成相应的电流信号,该电流信号通过非线性校正环路的补偿,即产生了输入电压成线性对应关系的4~20mA的标准输出信号。