擴(kuò)散硅壓力變送器中硅所起到的作用

來(lái)源：揚(yáng)州高順電氣有限公司 2013年12月30日 15:41

擴(kuò)散硅壓力變送器的被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力采用大氣壓或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。壓力變送器是由測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。

硅單晶材料在受到外力作用產(chǎn)生極微小應(yīng)變時(shí)（一般步于400微應(yīng)變），其內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)的電子能級(jí)狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)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(yīng)稱為壓阻效應(yīng)。利用壓阻效應(yīng)原理，采用集成工藝技術(shù)經(jīng)過(guò)摻雜、擴(kuò)散，沿單晶硅片上的特點(diǎn)晶向，制成應(yīng)變電阻，構(gòu)成惠斯凳電橋，利用硅材料的彈性力學(xué)特性，在同一切硅材料上進(jìn)行各向異性微加工，就制成了一個(gè)集力敏與力電轉(zhuǎn)換檢測(cè)于一體的擴(kuò)散硅傳感器。給傳感器匹配一放大電路及相關(guān)部件，使之輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，就組成了一臺(tái)完整的壓力變送器。

擴(kuò)散硅壓力變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定、安裝使用方便、體積小、重量輕、性能價(jià)格比高等點(diǎn)，能在各種正負(fù)壓力測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。擴(kuò)散硅傳感器屬于平面器件，采用PN結(jié)隔離。*。這種隔離方法易于受到工藝過(guò)程和工藝環(huán)境的影響，使隔離性能下降。無(wú)論是PN結(jié)內(nèi)部還是PN結(jié)表面受到影響，都會(huì)降低絕緣性能，從而影響傳感器穩(wěn)定地工作。擴(kuò)散硅壓力變送器可以利用半導(dǎo)體技術(shù)批量生產(chǎn)，極大地降低了生產(chǎn)成本，利用為機(jī)械加工技術(shù)使傳感器微型化和集成化，縮小了傳感器的面積，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。

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