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技術(shù)文章

擴(kuò)散硅壓力變送器中硅所起到的作用

閱讀:451發(fā)布時(shí)間:2017-9-3

  擴(kuò)散硅壓力變送器的被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室,低壓室壓力采用大氣壓或真空,作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上,通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。壓力變送器是由測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí),致使測量膜片產(chǎn)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側(cè)電容量就不等,通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。 

    硅單晶材料在受到外力作用產(chǎn)生極微小應(yīng)變時(shí)(一般步于400微應(yīng)變),其內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)的電子能級(jí)狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化,從而導(dǎo)致其電阻率劇烈變化(G因子突變)。用此材料制成的電阻也就出現(xiàn)極大變化,這種物理效應(yīng)稱為壓阻效應(yīng)。利用壓阻效應(yīng)原理,采用集成工藝技術(shù)經(jīng)過摻雜、擴(kuò)散,沿單晶硅片上的特點(diǎn)晶向,制成應(yīng)變電阻,構(gòu)成惠斯凳電橋,利用硅材料的彈性力學(xué)特性,在同一切硅材料上進(jìn)行各向異性微加工,就制成了一個(gè)集力敏與力電轉(zhuǎn)換檢測于一體的擴(kuò)散硅傳感器。給傳感器匹配一放大電路及相關(guān)部件,使之輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),就組成了一臺(tái)完整的壓力變送器。

    擴(kuò)散硅壓力變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定、安裝使用方便、體積小、重量輕、性能價(jià)格比高等點(diǎn),能在各種正負(fù)壓力測量中得到廣泛應(yīng)用。擴(kuò)散硅傳感器屬于平面器件,采用PN結(jié)隔離。*。這種隔離方法易于受到工藝過程和工藝環(huán)境的影響,使隔離性能下降。無論是PN結(jié)內(nèi)部還是PN結(jié)表面受到影響,都會(huì)降低絕緣性能,從而影響傳感器穩(wěn)定地工作。擴(kuò)散硅壓力變送器可以利用半導(dǎo)體技術(shù)批量生產(chǎn),極大地降低了生產(chǎn)成本,利用為機(jī)械加工技術(shù)使傳感器微型化和集成化,縮小了傳感器的面積,擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。

 


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