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扩散硅通博最新娱乐官网工作原理和特性分析

来源:通博最新娱乐官网 时间:2018-07-04
扩散硅通博最新娱乐官网是一种典型而常用的压力检测仪表,由两大部分组成:一部分是检测元件,即扩散硅压阻式压力传感器,负责把工作现场待测的物理量压力信号转换成电压信号;另一组成部分是具有多种功能的信号处理电路,负责把传感器输出的电压信号通过放大线制信号处理变换后,输出标准信号。因其测量精度高、动态响应快的优点而广泛应用于各行各业。
该变送器的工作原理如下图:

基于单晶硅的压阻效应,在某个特定方向上用先进的加工技术制作成弹性部件,在其得当位置用集成电路工艺制作的四个阻值相等的应变电阻,连接成惠斯登电桥。施加一个恒向电压(电流)给电桥,当弹性元件上有压力(差压)作用时,变送器就输出与介质所给压力成线性比例的电压信号,然后通过电子线路把这一电压信号放大并转换成二线制的标准信号。由其工作原理可知,温度漂移的主要来源就是传感器部分的温度漂移。下面将对通博最新娱乐官网的传感器部分的工作原理与特性进行分析。
扩散硅压力传感器工作特性分析
半导体材料的压阻效应
给固体一个作用力后会导致固体的电阻率发生变化,这被称为固体的压阻效应8。大部分固体都具有这一特性,首当其冲的是半导体材料,因此压阻效应在半导体材料上的实用价值最高。通常有两种应用方式:其一是运用半导体材料的体电阻制成黏贴式的应变片;再者是在半导体材料的基片上,基于集成电路原理制作成扩散型压敏电阻。扩散硅型压力传感器运用的正是第二种。
压阻式压力传感器的内部构造及工作原理
扩散硅压力传感器的结构示意图如下图,

采用上文提到的半导体的压阻效应,把半导体硅制作成压阻式压力传感器的敏感部件,通过IsO(国际标准化组织)技术在不锈钢波纹膜片的壳体里把硅材料制作的敏感芯片封装进去,同时在敏感芯片和波纹膜片之间注满硅油。为了防止硅油向外泄露或外面的压力介质渗入壳体影响精度,必须在芯片的引线穿越壳体引出时运用密封措施。这样硅油与芯片组合起来通过引线连接壳体组成压力传感器,其中壳体在承受压力的同时保护了芯片,因此压阻式压力传感器能用在腐蚀性介质中测量工作点压力信号。把传感器探头放置在压力介质中时,波纹膜片会感受到外界的压力作用,这时候硅油受到这一压力作用,并把作用力传递给半导体芯片。芯片感受到压力后,其压阻效应发挥作用,电阻值产生变化,同时电阻信号通过引线接出去。压阻式压力传感器通常通过引线接入惠斯顿电桥中敏感芯片在外界介质未加压力时,电桥处于平衡状态即输出为零。当介质受力作用时传感器受压,芯片电阻产生变化,电桥不再平衡。若给电桥施加一个恒定电流或者电压电源,将会输出与压力呈线性比例关系的电信号,进而传感器的电阻变化就会通过电桥转换为压力信号对应的电信号输出。
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