扩散硅对压力传感器

发布日期:
2024-06-04
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扩散硅压力传感器是一种广泛应用的传感器类型,它利用了半导体材料(尤其是硅)的压阻效应,即将压力变化转化为电信号变化的能力。以下是关于这类压力传感器的一些关键特征:

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扩散硅压力传感器的核心运作依赖于压阻效应。其核心组件是由单晶硅制成的压阻元件。在制造过程中,通过精心设计的掺杂和扩散技术,硅片上会形成四个特定的电阻,这四个电阻共同构成了惠斯登电桥的结构。当外界施加压力于传感器的膜片(通常选用不锈钢或陶瓷等坚固材质)时,这一压力会导致膜片及与之相连的硅片发生微小的形变。这种形变会进一步导致硅片上电阻的阻值发生变化。

由于电桥中四个电阻各自位于硅片上受压力影响的不同区域,因此它们所经历的形变程度及电阻值变化均会有所不同。这种电阻值的不平衡性会在电桥的两端产生差动电压信号。这一微弱的电信号随后会经过专门的电路进行放大和转换,再输出一个与所施加压力大小成线性比例的信号,这种信号通常为标准的4-20mA电流信号或数字信号(如RS485),以便于后续的数据处理和控制操作。这种的信号形式不仅方便数据的记录和分析,还便于与其他控制系统或设备进行通信和集成。

因此,扩散硅压力传感器凭借其高精度、高稳定性和良好的线性特性,在工业自动化、环境监测、医疗设备等多个领域得到了广泛的应用。