陶瓷压阻压力传感器与扩散硅压力传感器精度哪个好?

admin 泰里仪器网 2024-11-17 03:40 0 阅读

一、陶瓷压阻压力传感器与扩散硅压力传感器精度哪个好?

硅压力传感器利用硅受压后电阻值变化来测量压力;陶瓷电容压力传感器利用受压后电容量变化来测压。硅压力传感器的灵敏度高,成本低,受温度影响大。陶瓷电容传感器重复性优秀,过载能力强,受温度影响小,感压截面积大,成本略高。 两者各有特点,没有哪一个有绝对优势。一般的应用建议选用硅压阻的,品种多,价格低。

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、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。

六、什么是巨压阻效应?

压阻效应,是指当半导体受到应力作用时,由于应力引起能带的变化,能谷的能量移动,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。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。

七、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。

八、压阻效应表达式?

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、压电和压阻的区别?

1、工作原理不同

压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应而构成。

压电式压力传感器大多是利用正压电效应制成的。

2、侧重点不同

压电式压力传感器当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。

压阻式压力传感器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、构造不同

压电式压力传感器基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。

压阻式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。

十、压阻效应表达方式?

指应力作用下半导体电阻率的变化。在一些半导体中有相当大的压阻效应,这与半导体的电子能带结构有关。

压阻效应是各向异性的,要用压阻张量π(四阶张量)来描述,它与电阻率变量张量δ ρ(二价张量)和应力张量k(二阶张量)有如下关系:π:k。由于对称二阶张量只有六个独立分量, 故亦可表达成这样,压阻张量可用6×6个的分量来表达。根据晶体对称性,像锗、硅及绝大多数其他立方晶系的半导体,压阻张量只有三个不等于零的分量,即π11、π12和π44。

测量压阻效应,通常有两类简单加应力的方法:

(1)流体静压强效应。这时不改变晶体对称性,并可加很大的压强。锗、硅的电阻率都随压强增大而变大。

(2)切应力效应。利用单轴拉伸或压缩,这时会改变晶体对称性。压阻系数Δ ρ/ ρk,与外力方向、电流方向及晶体结构有关。对锗、硅,压阻系数如下表所示:

20世纪50年代起,压阻效应测量曾作为研究半导体能带结构和电子散射过程的一种实验手段,对阐明锗、硅等主要半导体的能带结构起过作用。锗和硅的导带底位置不同,故其压阻张量的分量大小情况也不同。N型锗的π44比π11、π12大得多,而N型硅的π11却比π12、π44大。这表明锗导带底在<111>方向上,硅导带底在<100>方向上。对于P型半导体,也有过一些工作。利用压阻测量和别的实验(例如回旋共振等),取得一系列结果,对锗、硅等的能带结构的认识具体化了。

现在,半导体的压阻效应已经应用到工程技术中,采用集成电路工艺制造的硅压阻元件(或称压敏元件),可把力信号转化为电信号,其体积小、精度高、反应快、便于传输。

The End
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