擴散硅對壓力傳感器

發(fā)布日期:
2024-06-04
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擴散硅壓力傳感器是一種廣泛應用的傳感器類型,它利用了半導體材料(尤其是硅)的壓阻效應,即將壓力變化轉化為電信號變化的能力。以下是關于這類壓力傳感器的一些關鍵特征:

擴散硅.jpg

擴散硅壓力傳感器的核心運作依賴于壓阻效應。其核心組件是由單晶硅制成的壓阻元件。在制造過程中,通過精心設計的摻雜和擴散技術,硅片上會形成四個特定的電阻,這四個電阻共同構成了惠斯登電橋的結構。當外界施加壓力于傳感器的膜片(通常選用不銹鋼或陶瓷等堅固材質(zhì))時,這一壓力會導致膜片及與之相連的硅片發(fā)生微小的形變。這種形變會進一步導致硅片上電阻的阻值發(fā)生變化。

由于電橋中四個電阻各自位于硅片上受壓力影響的不同區(qū)域,因此它們所經(jīng)歷的形變程度及電阻值變化均會有所不同。這種電阻值的不平衡性會在電橋的兩端產(chǎn)生差動電壓信號。這一微弱的電信號隨后會經(jīng)過專門的電路進行放大和轉換,再輸出一個與所施加壓力大小成線性比例的信號,這種信號通常為標準的4-20mA電流信號或數(shù)字信號(如RS485),以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和控制操作。這種的信號形式不僅方便數(shù)據(jù)的記錄和分析,還便于與其他控制系統(tǒng)或設備進行通信和集成。

因此,擴散硅壓力傳感器憑借其高精度、高穩(wěn)定性和良好的線性特性,在工業(yè)自動化、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療設備等多個領域得到了廣泛的應用。