擴(kuò)散型壓阻式力敏傳感器大都采用單晶硅和半導(dǎo)體平面工藝制成。單晶硅是各向異性材料,取向不同時(shí)特性不一樣,因此必須根據(jù)傳感器受力變形情況來加工制造擴(kuò)散硅敏感電阻膜片。一般以N型硅為襯底(又稱基片),,采用氧化、擴(kuò)散等工藝將硼原子沿給定的晶向擴(kuò)散到N型硅補(bǔ)底材料中,,形成P型擴(kuò)散層,。結(jié)果硼擴(kuò)散區(qū)便形成應(yīng)變電阻,,并用襯底形成一個整體,當(dāng)它受壓力作用時(shí),,應(yīng)變電阻發(fā)生變化,,從而使輸出發(fā)生變化。
擴(kuò)散型壓阻式力敏傳感器主要由硅膜片(硅杯),、外殼和引線等組成,。硅膜片是核心部分,其形狀像杯子故名硅杯,,在膜片上,,用半導(dǎo)體工藝中的擴(kuò)散摻雜法做成四個相等的電阻,經(jīng)蒸鍍金屬電極及連線,,接成電橋形式,,用引線引出。硅膜片兩側(cè)有兩個壓力腔,,一側(cè)是和被測系統(tǒng)相連接的高壓腔,;另一側(cè)是低壓腔,通常和大氣相連,,也有做成真空的,。當(dāng)膜片兩側(cè)存在壓力差時(shí),膜片發(fā)生變形,,產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變,,從而使擴(kuò)散電阻的電阻值發(fā)生變化,電橋失去平衡,,輸出相對應(yīng)的電壓,,其大小就反映了膜片所受壓力差值。
擴(kuò)散硅壓阻式力敏傳感器有哪些優(yōu)缺點(diǎn),?
1.優(yōu)點(diǎn):
1)頻率響應(yīng)范圍寬,,固有頻率很高;
2)體積小,,可微型化,,由于采用了集成電路的工藝方法,因麗硅膜片敏感元件可做得很??;
3)準(zhǔn)確度高,由于不存在傳動機(jī)構(gòu)造成的誤差,,也消除了一般壓力傳感器中金屬膜片或應(yīng)變及粘貼時(shí)因蠕變,、遲滯產(chǎn)生的誤差,所以大大提高了傳感器的準(zhǔn)確度;
4)靈敏度高,;
5)由于壓阻式傳感器無活動部件,,所以它工作可靠,耐振,、耐沖擊,、耐腐蝕、抗干擾能力強(qiáng),,可以在惡劣環(huán)境下工作,。
2.缺點(diǎn)
1)由于壓阻式傳感器是用半導(dǎo)體材料制作的,所以受溫度影響較大,;因此,,在瀑度變化大的環(huán)境中使用時(shí),必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償,;
2)制作工藝復(fù)雜,,對研制條件要求高,尤其是擴(kuò)散雜質(zhì),、燒結(jié),、封裝工藝等比其他傳感器要復(fù)雜得多,因而成本較高,。
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