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压阻压力传感器的工作原理

作者:admin  更新时间:2017-07-18
压阻压力传感器的工作原理
压阻压力传感器首要的物理依据是根据压阻效应(Piezoresistive effect)。压阻效应是用来解释物体在受到机械式应力下所发作的电阻运动改变情况。不一样于上述压电效应,压阻效应只发作阻抗改动,并不会发作电荷。
大多数金属与半导体都被发现具有压阻效应。其中半导体材质的物体中的压阻效应远大于金属。因为硅是现今集成电路的最重要的基础,以硅制造而成的压阻性元件的使用就变得十分有意义。的电阻改动不单是来自与应力有关的几许形变,并且也来自物体本身与应力有关的电阻,这使得其程度因子大于金属数百倍之多。N型硅的电阻改动首要是因为其三个导带谷对的位移所形成不一样迁移率的导带谷间的载子从头散布,进而使得电子在不一样活动方向上的迁移率发作改动。其次是因为来自与导带谷形状的改动有关的等效质量(effective mass)的改动。在P型硅中,此景象变得更复杂,并且也致使等效质量改动及电洞变换。
 
压阻压力传感器通常经过引线接入惠斯登电桥中。平常灵敏芯体没有外加压力效果,电桥处于平衡状况(称为零位),当传感器受压后芯片电阻发作改动,电桥将失去平衡。若给电桥加一个恒定电流或电压电源,电桥将输出与压力对应的电压信号,这么传感器的电阻改动经过电桥变换成压力信号输出。电桥检测出电阻值的改动,经过扩大后,再经过电压电流的变换,变换成相应的电流信号,该电流信号经过非线性校对环路的赔偿,即发作了输入电压成线性对应联系的4~20mA的规范输出信号。
为减小温度改动对芯体电阻值的影响,进步丈量精度,压力传感器都采用温度赔偿办法使其零点漂移、灵敏度、线性度、稳定性等技术指标坚持较高水平。