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擴(kuò)散硅壓力傳感器原理:
擴(kuò)散硅壓力傳感器,有表壓,絕壓和差壓產(chǎn)品;擴(kuò)散硅壓力傳感器以單晶硅作為傳感器的力敏器件,采用金屬膜片隔離充油封裝結(jié)構(gòu),可應(yīng)用于各種相應(yīng)測(cè)量場(chǎng)合.故擴(kuò)散硅壓力傳感器也稱擴(kuò)散型單晶硅壓力傳感器.
單晶硅是一種重要的半導(dǎo)體材料,它是由多晶硅拉制而成的,過(guò)去多用來(lái)做晶體管,整流器及太陽(yáng)能電池等.隨著電子技術(shù)的進(jìn)步,近些年來(lái)已研制成功壓阻應(yīng)變?cè)?mdash;—擴(kuò)散型單晶硅,并獲得應(yīng)用.
擴(kuò)散型單晶硅是在單晶硅中, 用擴(kuò)散工藝摻入一定量的雜質(zhì),以改變其電學(xué)性質(zhì)和電阻率數(shù)值.摻入雜質(zhì)的數(shù)量多少與單晶硅電阻率的高低有直接關(guān)系.擴(kuò)散型單晶硅是壓阻式的應(yīng)變?cè)?也可以說(shuō)是一種固體硅電阻器, 其電阻變化與所承受的機(jī)械應(yīng)力成正比,可產(chǎn)生與壓力正比的電信號(hào).這一性能的取得給科學(xué)技術(shù)某些領(lǐng)域創(chuàng)造了新的應(yīng)用條件.日前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)和航空航天的壓力測(cè)量,沖擊波和爆炸試驗(yàn),以及液壓和氣壓測(cè)量系統(tǒng)等領(lǐng)域.
擴(kuò)散硅壓力傳感器利用單晶硅作為壓力傳感器中的壓力電信號(hào)轉(zhuǎn)換敏感元件,取代過(guò)去的波紋管,半導(dǎo)體應(yīng)變片等敏感元件.它具有精度高,線性好和體積小等優(yōu)點(diǎn),并且有寬廣的動(dòng)態(tài)范圍,是目前較為理想的壓力與電信號(hào)轉(zhuǎn)換元件.
擴(kuò)散型單晶硅一般由N型單品硅膜片及P型單晶硅應(yīng)變敏感層組成.壓力傳盛器用它來(lái)完成壓力介質(zhì)與電信號(hào)轉(zhuǎn)換,是在一塊圓形膜片上,利用集成電路的工藝方法設(shè)置一個(gè)阻值相等曲電阻構(gòu)成平衡電橋.膜片的四周用一圓環(huán)(硅杯)固定.膜片兩邊有兩個(gè)壓力腔,一個(gè)是和電纜相連接的高壓腔,另一個(gè)是和大氣相通的低壓腔.當(dāng)膜片兩邊存在壓力差時(shí),膜片上各點(diǎn)存在應(yīng)力,4個(gè)電阻在應(yīng)力作用下阻值發(fā)生變化,電橋便失擊平衡輸出相應(yīng)的電壓,此電壓和膜片兩邊的壓力差成正比這樣, 膜片所受壓力差的大小 通過(guò)不平衡電橋就直接反殃出相應(yīng)的輸出電壓,減免了過(guò)去壓力傳感器壓力電信號(hào)轉(zhuǎn)換所用的連動(dòng)機(jī)構(gòu).采用擴(kuò)散硅元件,不但縮小了壓力傳感器的體積,而且傳感性能也穩(wěn)定.目前生產(chǎn)的擴(kuò)散硅膜壓力傳感器,采用擴(kuò)散法在硅膜中制成四個(gè)工作橋臂的惠斯登電橋,使用各向異性的腐蝕技術(shù)使應(yīng)力集中到測(cè)量區(qū)域,而別處仍然保持低應(yīng)力水平.在相同的振動(dòng)頻率下,選種壓力傳感器具右更高的靈敏度和的線性度,甚至在三倍于全量程的壓力下,性能仍保持不變.
工作原理:
被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或其它耐蝕彈性金屬),使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發(fā)生變化,利用電子線路檢測(cè)這一變化,并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào).
產(chǎn)品用途:
東莞市派爾耐儀表有限公司生產(chǎn)的CYX21系列壓力注油芯體選用瑞士進(jìn)口高準(zhǔn)確度,高穩(wěn)定性力敏芯片,采用的工藝技術(shù),嚴(yán)格的生產(chǎn)條件及精密設(shè)備精心制造.適用于對(duì)316L不銹鋼材料無(wú)腐蝕的表壓,絕壓,差壓,壓力測(cè)量場(chǎng)合.擴(kuò)散硅芯體是制造壓力傳感器及壓力變送器的核心部件,作為一種高性能的一次壓力測(cè)量產(chǎn)品,可以很方便地進(jìn)行信號(hào)放大處理,裝配成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出的變送器,廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、航空、醫(yī)療設(shè)備、汽車、HVAC等行業(yè)的過(guò)程控制等.
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