半导体压阻式进气压力传感器工作原理?

admin 泰里仪器网 2024-09-30 04:52 0 阅读

一、半导体压阻式进气压力传感器工作原理?

压阻式压力传感器工作原理

压阻式压力传感器工作原理是用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。

基本信息

中文名 压阻式压力传感器工作原理

外文名 The work principle of pressure transducer

理论介绍

压阻式压力传感器工作原理

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。

压阻式压力传感器一般通过引线接入惠斯通电桥中。平时敏感芯片没有外加压力作用,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,电桥失去平衡。若给电桥加一个恒定电流或者电压电源,电桥将输出与压力对应的电信号,这样传感器的电阻变化通过电桥转换为压力信号输出。

二、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。

三、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。

四、压阻式压力传感器的最早发明者?

1954年C.S.史密斯详细研究了硅的压阻效应,从此开始用硅制造压力传感器。早期的硅压力传感器是半导体应变计式的。

五、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。

六、压阻式水位计原理和使用方法?

压阻式水位计的工作原理及使用方法:

是测量水压力,推算水位。其特点是不需建静水测井,可以将传感器固定在河底,用引压管消除大气压力,从而直接测得水位。压力式水位计有两类。一类为气泡型,在引压管中不断输气,用自动调节的压力天平将水压力转换成机械转角量,从而带动记录机构。另一类为电测型,它应用固态压阻器件作传感器,可直接将水压力转变成电压模量或频率量输出,用导线传输至岸上进行处理和记录。

七、压阻式力敏传感器的工作原理?

工作原理 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。

八、半导体压阻效应原理公式?

所谓压阻效应,是指当半导体受到应力作用时,由于载流子迁移率的变化,使其电阻率发生变化的现象。

它是C.S史密斯在1954年对硅和锗的电阻率与应力变化特性测试中发现的。压阻效应的强弱可以用压阻系数π来表征。压阻系数π被定义为单位应力作用下电阻率的相对变化。

压阻效应有各向异性特征,沿不同的方向施加应力和沿不同方向通过电流,其电阻率变化会不相同。譬如:在室温下测定N型硅时,沿(100)方向加应力,并沿此方向通电流的压阻系数π11=102.2×10-11m2/N;而沿(100)方向施加应力,再沿(010)方向通电流时,其压阻系数π12=53.7×10-11m2/N。

此外,不同半导体材料的压阻系数也不同,如在与上述N型硅相同条件下测出N型锗的压阻系数分别为π11=5.2×10-11m2/N;π12=5.5×10-11m2/N。

压阻效应被用来制成各种压力、应力、应变、速度、加速度传感器,把力学量转换成电信号。例如:压阻加速度传感器是在其内腔的硅梁根部集成压阻桥(其布置与电桥相似),压阻桥的一端固定在传感器基座上,另一端挂悬着质量块。当传感器装在被测物体上随之运动时,传感器具有与被测件相同的加速度,质量块按牛顿定律(第二定律)产生力作用于硅梁上,形成应力,使电阻桥受应力作用而引起其电阻值变化。把输入与输出导线引出传感器,可得到相应的电压输出值。该电压输出值表征了物体的加速度。

半导体压阻传感器已经广泛地应用于航空、化工、航海、动力和医疗等部门。

九、阻移式物位计工作原理?

当物料使检测板受阻时,主轴停转,电机继续运行,压动拔叉张开,使微动开关动作,继电器触点转换,发出料面信号,同时切断电机电源;当料面下降,阻力消失了,拔叉受弹簧力作用而复位,仪表恢复运行状态。

十、压阻式力敏传感器?

力敏传感器是将应力、压力等力学量转换成电信号的转换器件。力敏传感器有电阻式、电容式、电感式、压电式和电流式等多种形式,它们各有优缺点。半导体压力传感器的主要技术性能:输出3~20mV/V; 精度0.25%; 频率0~ 5000Hz; 工作温度-55~120摄氏度。这种传感器的优点是体积小、成本低,缺点是对湿度十分敏感。

压电式力敏传感器的优点是灵敏度高,工作温度范围宽(-70~250摄氏度),缺点是成本稍高。近年来,压电式力敏传感器的应用领域和市场销售额明显扩大。

The End
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