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压阻式压力传感器具有优良的电气和机械稳定性


发布日期:[2019-07-08]    作者:昊明


压阻式压力传感器依赖于当材料的电阻响应于施加的机械应变而发生的压阻效应。在金属中,当几何形状与施加的机械应变的变化导致金属电阻的小的增加或减少时,实现这种效果。硅中的压阻效应主要是由于原子水平上的变化,比Meta Al1大约两个数量级。当施加应力时,硅中载流子的平均有效质量要么增加或减小(取决于应力方向、晶体取向和电流流动方向)。这种改变改变了硅的载流子迁移率,从而改变了其电阻率。当压阻电阻器放置在惠斯通电桥配置并附着到压敏隔膜上时,电阻的变化被转换成与施加的压力成比例的电压输出。

压阻式压力传感器

压阻式压力传感器也称为固态压力传感器,具有优良的电气和机械稳定性,可以以非常小的尺寸制造。

建议:

  • 可以消除偏斜情况下的安装效应:由于压力传感硅传感器的小尺寸,压阻式传感器可以在多种封装方案中构造,该封装选项被设计成消除了安装安装对偏置和灵敏度的影响,以及在适当安装之后由热膨胀产生的低频输出。压阻SOI传感器是完全集成的单片结构。
  • 规模较小可以做更多的工作:传感器的最终形状因子是许多客户更重要的设备属性之一。压阻式传感器技术比其他技术提供了更大的灵活性,因为传感元件的尺寸非常小。汽车应用包括发动机空气、油、冷却和燃料系统、制动系统、变速器和一般实验室/开发压力测量。典型的航空航天应用是缩尺模型和全尺寸飞行试验。例如,尺度模型风洞试验物件需要测量机身前缘部分上的压力,其中半径可以在十分之一英寸以下。在其它应用中,压力测量必须在测试物件厚度非常薄且不能穿透的区域进行。只有压阻式压力传感器可以制造成足够小的尺寸来支撑这些装置中的任一个。
  • 极端环境的可操作性/坚固性:大多数苛刻环境商业应用总是使用压阻式压力传感器,因为传感器元件尺寸小(体积为0.25×10-6英寸),质量小,结构坚固。压阻式压力传感器不需要外部放大器和其他技术所需的特殊电缆。压阻式压力传感器在飞机发动机、核、井下、低温、空间、汽车运动和其他极端环境压力测量应用中都有很好的应用。
  • 良好的温度补偿能力:压阻式压力传感器可以通过使用嵌入式数字编程电子器件来调节。可编程模拟传感器调节器电路与足够的存储器配对,使压阻式压力传感器线性化到恒定温度下的满刻度的±0.1%。由于桥电阻变化可预知的温度和压阻式压力传感器是极其可重复的,因此嵌入式电子器件也可用于校正由于温度引起的偏置和灵敏度偏移。压阻式压力传感器的温度灵敏度可在压力传感器的电子特性被编程到嵌入式调节电子器件中后,控制在每华氏度的±0.001%以内。
  • 成本竞争力:压阻式压力传感器的测量系统的安装成本一般低于设计用于压电式压力传感器的系统。压阻式压力传感器的换能器、电缆和电子器件的成本均小于相应压电压力传感器系统元件的成本。更少的单个部件也是压阻式压力传感器安装的一个特点。