擴散硅壓力變送器的一般介紹及應用優(yōu)勢

來源：西安華恒儀表制造有限公司 2026年02月27日 07:23

　　作為四種傳感器芯體的其中之一的擴散硅芯體已經(jīng)越來越廣泛的應用到壓力傳感器生產(chǎn)運用中，所以有必要了解其工作原理及使用中該注意的一些事項，淄博愷訊為您作個簡單說明：

　　一、擴散硅壓力變送器的一般介紹：

　　硅單晶材料在受到外力作用產(chǎn)生極微小應變時（一般步于400微應變），其內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)的電子能級狀態(tài)會發(fā)生變化，從而導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，這種物理效應稱為壓阻效應。利用壓阻效應原理，采用集成工藝技術經(jīng)過摻雜、擴散，沿單晶硅片上的特點晶向，制成應變電阻，構(gòu)成惠斯凳電橋，利用硅材料的彈性力學特性，在同一切硅材料上進行各向異性微加工，就制成了一個集力敏與力電轉(zhuǎn)換檢測于一體的擴散硅傳感器。給傳感器匹配一放大電路及相關部件，使之輸出一個標準信號，就組成了一臺完整的壓力變送器。

　　二、技術特點：

　　1、靈敏度高

　　擴散硅敏感電阻的靈敏因子比金屬應變片高50~80倍，它的滿量程信號輸出在80-100mv左右。對接囗電路適配性好，應用成本相應較低。由于它輸入激勵電壓低，輸出信號大，且無機械動件損耗，因而分辯率。

　　2、可靠性高

　　擴散硅敏感膜片的彈性形變量在微應變數(shù)量級，膜片zui大位移量在來微米數(shù)量級，且無機械磨損，無疲勞，無老化。平均時間長，性能穩(wěn)定，可靠性高。

　　3、精度高

　　擴散硅壓力傳感器的感受、敏感轉(zhuǎn)換和檢測三位一體，無機械動件連接轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，所以不重復性和遲滯誤差很小。由于硅材料的剛性好萊塢，形變小，因而傳感器的線性也非常好。因此綜合表態(tài)精度很高。

　　4、頻響高

　　由于敏感膜片硅材料的本身固有頻率高，一般在50KC。制造過程采用了集成工藝，膜片的有效面積可以很小，配以剛性結(jié)構(gòu)前置安裝特殊設計，使傳感器頻率響應很高，使用帶寬可達零頻至100千赫茲。

　　5、抗電擊穿性能好

　　由于采用了特殊材料和裝配工藝，擴散硅傳感器不但可以做到130℃正常使用，在強磁場、高電壓擊穿試驗中可抗擊1500V/AC電壓的沖擊壓力變送器。

　　6、度性能好

　　隨著集成工藝技術進步，擴散硅敏感膜的四個電阻一致性得到進一步提高，原始的手工補償已被激光調(diào)阻、計算機自動休整技術所替代，傳感器的零位和靈敏度溫度系數(shù)已達10-5

　　/℃數(shù)量級，工作溫度也大幅度提高。

　　7、耐腐蝕性好

　　由于擴散硅材料本身優(yōu)良的化學防腐性能好，即使傳感器受壓面不隔離，出能在普通使用中適應各種介質(zhì)。硅材料又與硅油有良好的兼容性，使它在采用防腐材料隔離時結(jié)構(gòu)工藝更易于實現(xiàn)。加之它的低電壓、低電流、低功耗、低成本和本質(zhì)安全防爆的特點，可替代諸多同類型的同功能產(chǎn)品，具有*良的性能價格比。

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