压阻压力传感器 更新时间：2014-08-11 14:21

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压阻压力传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。它又称为扩散硅压阻压力传感器，它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力，而是直接通过硅膜片感受被测压力的。

压阻压力传感器的主要特点

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• 　　1. 灵敏度高：

  　　硅应变电阻的灵敏因子比金属应变片高50～100倍，故相应的传感器灵敏度很高，一般满量程输出为100mv左右。因此对接口电路无特殊要求，应用成本相应较低。由于它是一种非机械结构传感器，因而分辨率极高，国外称之无限，即主要受限于外界的检测读出仪表限制及噪声干扰限制，一般均可达传感器满量程的十万分之一以下。硅压阻传感器在零点附近的低量程段无死区，且线性优良。

  　　2. 精度高：

  　　由于固态压阻压力传感器的感受，敏感转换和检测三部分由同一个元件实现，没有中间转换环节，所以不重复性和迟滞误差极小。同时由于硅单晶本身刚度很大，形变很小，保证了良好的线性，因此综合静态精度很高。

  　　3. 体积小、重量轻、动态频响高：

  　　由于芯体采用集成工艺，又无传动部件，因此体积小，重量轻。小尺寸芯片加上硅极高的弹性模数，敏感元件的固有频率很高。在动态应用时，动态精度高，使用频带宽，合理选择设计传感器外型，使用带宽可以从零频至100千赫兹。

  　　4. 性能稳定、可靠性高：

  　　由于工作弹性形变低至微应变数量级，弹性薄膜最大位移在亚微米数量级，因而无磨损、无疲劳、无老化。寿命长达107压力循环次以上。

  　　5. 温度系数小：

  　　由于微电子技术的进步，四个应变电阻的一致性可做的很高，加之激光修调技术、计算机自动补偿技术的进步，目前硅压阻传感器的零位与灵敏度温度系数已可达10-5/℃数量级,即在压力传感器领域已超过温度系数小的应变式传感器的水平。

  　　6. 适应介质广：

  　　由于硅的优良化学防腐性能，与硅油的良好可兼容性，使得隔离式结构易于实现，即使非隔离型的压阻压力传感器，也有相当程度的适应各种介质的能力。

  　　7. 安全防爆：

  　　由于其低电压、低电流的低功耗特点，它是本质安全防爆型产品，可广泛用于各种化工工业检测控制等领域，具有最优性价比。

压阻压力传感器的原理分析

• 　　压阻压力传感器的原理是敏感芯体受压后产生电阻变化,再通过放大电路将电阻的变化转换为标准信号输出。

  　　目前压阻式芯体通用的有三类：

  　　1、应变原理:

  　　1）结构: 将压敏电阻以惠司通电桥形式与应变材料(通常为不锈钢)结合在一起。

  　　2）特点: 过载能力,抗冲击压力强灵敏度较低 ,适合于测量500kpa以上的高量程范围,最高可达500Mpa强度高,耐振动,不易损坏温度漂移小高量程(1Mpa以上)线性很好,精度高硬性膜片结构,适合测量与应变材料兼容的各类介质。

  　　2、陶瓷压阻原理:

  　　1）结构:将压敏电阻以惠司通电桥形式与陶瓷烧结在一起。

  　　2）特点:过载能力较应变原理较低,抗冲击压力较差灵敏度较高,适合于测量50kpa以上的高量程范围,最高量程40Mpa耐腐蚀,温度范围较宽。

  　　3、扩散硅硅原理：

  　　1）结构:在硅片上注入粒子形成惠司通电桥形式的压敏电阻。

  　　2）特点:灵敏度很高,精度高,适合于测量1kpa～40Mpa的范围,过压能力较强抗冲击压力较好温度漂移较大分为带隔离膜片和非隔离膜片2类,非隔离膜片只能测干净 的气体,隔离膜片为软性膜片,不适合测量粘稠的介质。

压阻压力传感器的应用领域

• 　　压阻压力传感器可广泛用于工业设备、水利、化工、医疗、电力、空调、金刚石压机、冶金、车辆制动、楼宇供水等压力测量与控制。

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