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压阻式压力传感器原理与压电式压力传感器的区别

2018-06-20 11:05:41  

压阻式压力传感器原理与压电式压力传感器的区别

从原理上讲,应变式压力传感器,是外界的压力(或拉力)引起应变材料的几何形状(长度或宽度)发生改变,进而导致材料的电阻发生变化.检测这个电阻变化量可以测得外力的大小。

压阻式压力传感器通常是半导体压敏材料.半导体压阻式传感器在受到外力后,自身的几何形状几乎没有什么改变,而是其晶格参数发生改变,影响到禁带宽度.禁带宽度哪怕是非常微小的改变,都会引起载流子密度很大的改变,这最终引起材料的电阻率发生改变。

可见两种材料虽然都对外力变化呈现出电阻的变化,但原理不同.另外,应变式材料对外力的敏感度远远低于半导体压阻材料,后者的灵敏度是前者的约100倍;应变材料特性受温度影响较小,而半导体压阻材料对温度敏感。

什么是压电式压力传感器

基于压电效应的压力传感器。大多是利用正压电效应制成的。正压电效应是指:当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷;当外力撤去后,晶体又恢复到不带电的状态;当外力作用方向改变时,电荷的极性也随之改变;晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。逆压电效应又称电致伸缩效应,是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用于电声和超声工程的一般使用逆压电效应制造的变送器。

什么是压阻式压力传感器

压阻式压力传感器其核心部分是一块沿某晶向切割的N型的圆形硅膜片。在膜片上利用集成电路工艺方法扩散上四个阻值相等的P型电阻。用导线将其构成平衡电桥。膜片的四周用圆硅环(硅杯)固定,其下部是与被测系统相连的高压腔,上部一般可与大气相通。在被测压力P作用下,膜片产生应力和应变。当时,径向应力为零值。


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