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力敏传感器

传感器是将压力信号转换为电信号的传感器。它是一种力敏传感器,主要分为静压传感器和动压传感器。高频主要是压电压力传感器;低频静态主要是压阻硅和应变压力传感器。动压传感器主要用于爆炸物理、风洞试验和自由场压力测量;静压传感器主要用于安全控制、生产过程控制等领域。 力敏传感器有很多种。传统的测量方法是用弹性元件的变形和位移来表示,但它体积大、体积大、输出非线性。力敏传感器是应用最广泛的传感器。它是检测气体、液体、固体和其他物质之间力能的总称,包括高于大气压的压力计和低于大气压的真空计。随着微电子技术的发展,利用半导体材料的阻力效应和良好的弹性,开发了硅压力阻力和电容式两种半导体力敏感传感器,体积小、重量轻、灵敏度高,因此半导体力敏感传感器得到了广泛的应用。当一个半导体向某一晶体施加应力时,其电阻率会发生变化。导体电阻率变化与应力之间的关系称为半导体电阻效应,机械量传感器称为电阻力敏感传感器,有两种类型,一种是半导体材料基板上的集成电路工艺,使应变计和硅衬底形成相同的传感器,称为扩散电阻传感器。另一种是将半导体应变计粘贴在弹性元件上的传感器,称为粘贴压力阻力传感器。粘贴压力阻力敏感传感器由四个半导体应变片组成,用粘合剂粘贴在弹性元件上。应变灵敏度高,一般为20~200,输出高,输出灵敏度一般为15~0mV/V,但容易发生零点漂移和蠕变,还有半导体应变片和弹性元件热膨胀引起的温度漂移。扩散压阻力敏感器多采用单晶硅和半导体平面工艺。扩散压阻力敏感传感器主要由单晶硅和半导体平面工艺制成。一般以N型硅为衬底,硼原子沿给定的晶体方向扩散到N型硅衬底材料中,形成P型扩散层。 因此,硼扩散区形成应变电阻,并用衬底形成一个整体。当它受到压力作用时,应变电阻会发生变化,从而改变输出。 电容力敏感传感器最近发展迅速,其核心部分是对压力敏感的电容器。力敏电容器的电容量由电极面积和两个电极之间的距离决定。 当硅膜两侧有压差时,硅膜变形,电容器极板之间的间距发生变化,导致电容变化。这样,电容变化与压差有关,因此可以作为力敏感传感器。与压阻力敏感传感器相比,具有灵敏度高、温度稳定性好、压力范围大等特点。 压有灵敏度高、精度高、体积小、重量轻、工作频率高、结构简单、工作可靠、使用寿命长等特点。

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