硅壓阻式力敏傳感器：擴散硅壓阻式力敏傳感器的組成及優缺點

擴散型壓阻式力敏傳感器大都采用單晶硅和半導體平面工藝制成。單晶硅是各向異性材料，取向不同時特性不一樣，因此必須根據傳感器受力變形情況來加工制造擴散硅敏感電阻膜片。一般以N型硅為襯底（又稱基片），采用氧化、擴散等工藝將硼原子沿給定的晶向擴散到N型硅補底材料中，形成P型擴散層。結果硼擴散區便形成應變電阻，并用襯底形成一個整體，當它受壓力作用時，應變電阻發生變化，從而使輸出發生變化。
擴散型壓阻式力敏傳感器主要由硅膜片（硅杯）、外殼和引線等組成。硅膜片是核心部分，其形狀像杯子故名硅杯，在膜片上，用半導體工藝中的擴散摻雜法做成四個相等的電阻，經蒸鍍金屬電極及連線，接成電橋形式，用引線引出。硅膜片兩側有兩個壓力腔，一側是和被測系統相連接的高壓腔；另一側是低壓腔，通常和大氣相連，也有做成真空的。當膜片兩側存在壓力差時，膜片發生變形，產生應力應變，從而使擴散電阻的電阻值發生變化，電橋失去平衡，輸出相對應的電壓，其大小就反映了膜片所受壓力差值。

擴散硅壓阻式力敏傳感器有哪些優缺點？
1.優點：
1)頻率響應范圍寬，固有頻率很高；
2)體積小，可微型化，由于采用了集成電路的工藝方法，因麗硅膜片敏感元件可做得很小；
3）準確度高，由于不存在傳動機構造成的誤差，也消除了一般壓力傳感器中金屬膜片或應變及粘貼時因蠕變、遲滯產生的誤差，所以大大提高了傳感器的準確度；
4)靈敏度高；
5)由于壓阻式傳感器無活動部件，所以它工作可靠，耐振、耐沖擊、耐腐蝕、抗干擾能力強，可以在惡劣環境下工作。
2.缺點
1)由于壓阻式傳感器是用半導體材料制作的，所以受溫度影響較大；因此，在瀑度變化大的環境中使用時，必須進行溫度補償；
2)制作工藝復雜，對研制條件要求高，尤其是擴散雜質、燒結、封裝工藝等比其他傳感器要復雜得多，因而成本較高。
 

硅壓阻式力敏傳感器：液體表面張力系數測定講義

液體表面張力系數測定
編者：黃彥
【實驗目的】
（1）了解力敏傳感器的原理和掌握其標定方法
（2）了解液體表面的性質，用拉脫法測定液體表面張力系數。
【實驗儀器】
DH4607型液體表面張力系數測定儀，其它配置為：硅壓阻力敏傳感器1只，測試玻璃皿1只，配件盒（吊環1只，外徑3.5cm，內徑3.3cm，高0.8cm；砝碼盤1只，0.5g砝碼7只，鑷子1個，水準泡1個），純凈水，NaOH溶液。
圖1液體表面張力系數測定儀
1.力敏傳感器；
2.吊環；
3.玻璃器皿；
4.升降螺絲；
5.調節螺絲；
6.底座；
7.固定螺絲；
8.數字
電壓表；9.調零旋鈕
【實驗原理】
1. 液體的表面張力
液體與空氣接觸形成表面層，其厚度的數量級與分子力作用球半徑的數量級相同。由于表面層內液體分子受力情況不同于液體內部，使得液體表面具有一種不同于液體內部的特殊性質。即液體內部相鄰液體間的相互作用表現為壓力，而液體表面相鄰液面間的相互作用則表現為張力。由于這種力的存在，引起彎曲液面內外出現壓強差，以及常見的毛細現象等。許多現象表明，液體表面有自動收縮的趨勢。
上一頁下一頁

硅壓阻式力敏傳感器：硅壓阻式力敏器件及傳感器的穩定性

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫
 前20條

1
 ;艾默生極具價格優勢的Model3900傳感器[J];化工自動化及儀表;2011年07期

2
 ;無錫定華傳感網科技有限公司[J];物聯網技術;2011年06期

3
 ;西安沃泰科技有限公司[J];物聯網技術;2011年05期

4
 ;基于手機傳感器  支付寶推進創新支付計劃[J];移動通信;2011年14期

5
 ;艾默生推出首個采用ROV更換海底設備傳感器的集成化系統[J];軟件;2010年06期

6
 ;泛華測控推出LECT-1301精彩演繹十余類傳感器實驗[J];國外電子測量技術;2011年07期

7
 石麗杰;;淺談傳感器與電動機的關系[J];黑龍江科技信息;2011年20期

8
 楊文君;劉生福;;模糊控制自動灌溉系統設計[J];灌溉排水學報;2007年S1期

9
 吳年祥;任啟宏;許錦蘋;;基于AVR單片機智能機器人的設計[J];安慶師范學院學報(自然科學版);2011年02期

10
 ;新納米管傳感器能檢測到單個爆炸物分子[J];發明與創新(綜合科技);2011年07期

11
 程俊紅;;基于單片機的溫度檢測系統[J];黑龍江科技信息;2011年19期

12
 Peter Welander;;多變量傳感器[J];軟件;2010年01期

13
 李巧真;李剛;徐天室;;傳感器實驗裝置計算機控制系統[J];實驗技術與管理;2011年06期

14
 ;RC SI 56系列安全及防爆傳感器[J];傳感器世界;2011年05期

15
 ;一種采用復合固體電解質膜的CO傳感器[J];傳感器世界;2011年05期

16
 高國龍;;加拿大微測輻射熱計傳感器將用于觀測海洋、火災和火山[J];紅外;2011年08期

17
 ;2011中國國際第六屆電子標簽和傳感器創新與應用有獎公開賽[J];射頻世界;2010年06期

18
 張麗梅;趙曉東;宋文愛;楊錄;;水分檢測中自平衡電橋的研究[J];電子測試;2011年07期

19
 李夢黎;;移動機器人多傳感器信息融合技術探討[J];信息與電腦(理論版);2011年08期

20
 ;為夜而生  背照式CMOS DC全推薦[J];移動信息;2011年05期

中國重要會議論文全文數據庫
 前10條

1
 岳瑞峰;劉理天;李志堅;;集成MOS力敏運放壓力傳感器的設計與研究[A];2000全國力學量傳感器及測試、計量學術交流會論文集[C];2000年

2
 鞠益蘭;程金松;;結構光式激光視覺傳感器的焊縫跟蹤系統[A];江蘇省機械工程學會第六次會員代表大會論文集[C];2002年

3
 李振波;徐丹輝;張春曉;申安安;孫克;;在線式SF_6微水含量傳感器[A];第十屆全國敏感元件與傳感器學術會議論文集[C];2007年

4
 高劍琳;;基于工業以太網的差壓流量計的研究與開發[A];中國儀器儀表學會2008學術年會第二屆智能檢測控制技術及儀表裝置發展研討會論文集[C];2008年

5
 丁勇;施斌;吳智深;;巖土工程監測中的光纖傳感器[A];全國巖土與工程學術大會論文集（上冊）[C];2003年

6
 徐多;谷笳華;吳松;;用于瞬態熱流測量的薄膜熱電偶的研制與應用[A];第十三屆全國激波與激波管學術會議論文集[C];2008年

7
 成文萍;吳鎖柱;張彥;董川;;模式濾光光纖甲醛傳感器的研究[A];中國化學會第十五屆全國有機分析及生物分析學術研討會論文集[C];2009年

8
 韋煒;陳名松;張婧;;水下無線傳感器網絡MAC層協議分析[A];中國通信學會第六屆學術年會論文集（中）[C];2009年

9
 趙敏志;李鋼;張仁斌;;圖像融合技術現狀[A];第六屆全國信息獲取與處理學術會議論文集（3）[C];2008年

10
 李顯寶;何鵬;;基于DS18B20的分布式溫度探測節點[A];2010中國儀器儀表與測控技術大會論文集[C];2010年

中國博士學位論文全文數據庫
 前10條

1
 朱珊瑩;強度調制型光纖傳感器建模分析與設計實現[D];華中科技大學;2011年

2
 孟子暉;分子烙印技術在有機磷毒劑及其水解產物分析中的應用[D];中國人民解放軍軍事醫學科學院;2000年

3
 盧麗敏;基于新型納米復合材料電化學生物傳感器的構建及其分析應用[D];湖南大學;2011年

4
 信思金;基于光纖光柵和小波包分析的智能材料與結構損傷識別研究[D];武漢理工大學;2005年

5
 王煜;用于陽離子識別的磷光傳感體系及非除氧室溫磷光研究[D];山西大學;2005年

6
 張鵬;基于卡爾曼濾波的航空發動機故障診斷技術研究[D];南京航空航天大學;2009年

7
 馮雷;基于GPS和傳感技術的農用車輛自動導航系統的研究[D];浙江大學;2004年

8
 余金華;電阻層析成像技術應用研究[D];浙江大學;2005年

9
 程養春;發電機定子絕緣局部放電非接觸式在線監測方法的研究[D];華北電力大學（北京）;2005年

10
 張朝暉;新型印跡壓電仿生傳感器的研究[D];湖南大學;2005年

中國碩士學位論文全文數據庫
 前10條

1
 海濤;SIMOX高溫壓力傳感器的技術研究[D];哈爾濱理工大學;2004年

2
 鄭大騰;非接觸式超聲波液壓壓力檢測方法的研究[D];西安科技大學;2005年

3
 胡博;推土機鏟刀升降自動控制系統研究[D];長安大學;2006年

4
 姜玲玲;氧化硅納米光纖的制備及應用[D];浙江工業大學;2006年

5
 莊建;新型無線火災探測器的研制[D];哈爾濱工業大學;2006年

6
 馬弘躍;沙柳削片機飛刀切削角對切削力影響的試驗研究[D];內蒙古農業大學;2007年

7
 陳剛;虛擬式零件尺寸檢測儀的研制[D];重慶大學;2009年

8
 武真;基于分子印跡光子晶體水凝膠傳感器的構建[D];清華大學;2009年

9
 周厚江;基于分子印跡聚合物識別的流通式化學發光傳感器的研究[D];西南師范大學;2005年

10
 尹計秋;生物傳感器的研制及應用[D];吉林大學;2005年

中國重要報紙全文數據庫
 前10條

1
 魏衍亮;我國傳感器產業將實現全球性專利崛起[N];中國知識產權報;2008年

2
 中國電子元件行業協會敏協分會;我國傳感器產業：由傳統向新型轉變[N];中國電子報;2009年

3
 李佳霖;江蘇周莊全力打造物聯網配套傳感器產業基地[N];中國高新技術產業導報;2009年

4
 本報記者  李響;增長20%  傳感器多點開花[N];計算機世界;2010年

5
 特約撰稿 周洪波 北京同方軟件股份有限公司;感知與傳輸鋪就物聯網基礎[N];計算機世界;2010年

6
 沈建苗　編譯;傳感器成“看護員”[N];計算機世界;2010年

7
 劉霞;美研發能印在松緊帶上的傳感器[N];科技日報;2010年

8
 本報記者  李映;傳感器：物聯網成引擎  新技術催生新機遇[N];中國電子報;2010年

9
 本報記者  馬文方;MEMS：物聯網核心技術所在(下)[N];中國計算機報;2010年

10
 記者  李大慶;“給我一個傳感器,我就能……”[N];科技日報;2011年

硅壓阻式力敏傳感器：硅壓阻式壓力傳感器

收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
硅壓阻式壓力傳感器
語音
編輯
鎖定
討論
上傳視頻
上傳視頻
本詞條缺少概述圖，補充相關內容使詞條更完整，還能快速升級，趕緊來編輯吧！
硅壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應制成的。在硅膜片特定方向上擴散4個等值的半導體電阻，并連接成惠斯通電橋，作為力——電變換器的敏感元件。當膜片受到外界壓力作用，電橋失去平衡時，若對電橋加激勵電源（恒流和恒壓），便可得到與被測壓力成正比的輸出電壓，從而達到測量壓力的目的。
中文名
硅壓阻式壓力傳感器
外文名
Piezoresistive Silicon Pressure Transducer
類    別
傳感器
類    型
硅壓阻式
對    象
壓力
原    理
利用單晶硅的壓阻效應制成的
目錄
1
組成部分
2
封裝
硅壓阻式壓力傳感器組成部分
編輯
語音
圖1：硅壓阻式壓力傳感器(1張)
硅壓阻式壓力傳感器都由3個基本部分組成（圖2）：①基體，直接承受被測應力；②波紋膜片，將被測應力傳遞到芯片；③芯片，檢測被測應力。芯片是在硅彈性膜片上，用半導體制造技術在確定晶向制作相同的4個感壓電阻，將他們連成惠斯通電橋構成了基本的壓力敏感元件。
圖2：壓力傳感器結構圖
膜片即是力敏電阻的襯底，又是外加應力的承受體，所以是壓力傳感元件的核心部分。在硅膜片上的背面要用機械或化學腐蝕的方法加工成中間很薄的凹狀，稱為硅杯，在它的正面制作壓阻全橋。如果硅杯是圓形的凹坑，就稱為圓形膜片。膜片還有方形、矩形等多種形式。當存在外加應力時，膜片上各處受到的應力是不同的。4個橋臂電阻在模板上的位置與方向設置要根據晶向和應力來決定。膜片的設計和制作決定了傳感器的性能及量程。圖2所示的是一種充油封裝結構，在傳感器的波紋膜片及芯片之間填充了硅油，這種結構的壓力傳感器已相當成熟。量程為0～100kPa至0～60MPa，工作溫度為-55℃～125℃，精度為0.5%～0.1%；能夠實現表壓、絕壓測量。
硅壓阻式壓力傳感器封裝
編輯
語音
硅壓阻式壓力傳感器的另一種封裝形式是將硅應變片用于玻璃粉直接燒結在金屬膜片上，構成燒結型壓力傳感器。由于該傳感器的結構特點，能夠將彈性原件與被測介質直接接觸，易于小型化，適于動態壓力測量。該傳感器量程從0～100kPa至0～80MPa，工作溫度為-55℃～125℃，精度為0.5%～0.1%。固有頻率從幾千赫到幾百赫，可用于氣流模型試驗、爆炸壓力測試和發動機動態測量。
詞條圖冊
更多圖冊