擴散硅壓力傳感器原理:
擴散硅壓力傳感器,有表壓,絕壓和差壓產品;擴散硅壓力傳感器以單晶硅作為傳感器的力敏器件,採用金屬膜片隔離充油封裝結構,可應用於各種相應測量場合.故擴散硅壓力傳感器也稱擴散型單晶硅壓力傳感器.
單晶硅是一種重要的半導體材料,它是由多晶硅拉制而成的,過去多用來做晶體管,整流器及太陽能電池等.隨着電子技術的進步,近些年來已研製成功壓阻應變元件——擴散型單晶硅,並獲得應用.
擴散型單晶硅是在單晶硅中, 用擴散工藝摻入一定量的雜質,以改變其電學性質和電阻率數值.摻入雜質的數量多少與單晶硅電阻率的高低有直接關係.擴散型單晶硅是壓阻式的應變元件,也可以說是一種固體硅電阻器, 其電阻變化與所承受的機械應力成正比,可產生與壓力正比的電信號.這一性能的取得給科學技術某些領域創造了新的應用條件.日前已廣氾應用於工業和航空航天的壓力測量,衝擊波和爆炸試驗,以及液壓和氣壓測量系統等領域.
擴散硅壓力傳感器利用單晶硅作為壓力傳感器中的壓力電信號轉換敏感元件,取代過去的波紋管,半導體應變片等敏感元件.它具有精度高,線性好和體積小等優點,並且有寬廣的動態範圍,是目前較為理想的壓力與電信號轉換元件.
擴散型單晶硅一般由N型單品硅膜片及P型單晶硅應變敏感層組成.壓力傳盛器用它來完成壓力介質與電信號轉換,是在一塊圓形膜片上,利用集成電路的工藝方法設置一個阻值相等曲電阻構成平衡電橋.膜片的四週用一圓環(硅杯)固定.膜片兩邊有兩個壓力腔,一個是和電纜相連接的高壓腔,另一個是和大氣相通的低壓腔.當膜片兩邊存在壓力差時,膜片上各點存在應力,4個電阻在應力作用下阻值發生變化,電橋便失擊平衡輸出相應的電壓,此電壓和膜片兩邊的壓力差成正比這樣, 膜片所受壓力差的大小 通過不平衡電橋就直接反殃出相應的輸出電壓,減免了過去壓力傳感器壓力電信號轉換所用的連動機構.採用擴散硅元件,不但縮小了壓力傳感器的體積,而且傳感性能也穩定.目前生產的擴散硅膜壓力傳感器,採用擴散法在硅膜中製成四個工作橋臂的惠斯登電橋,使用各向異性的腐蝕技術使應力集中到測量區域,而別處仍然保持低應力水平.在相同的振動頻率下,選種壓力傳感器具右更高的靈敏度和極好的線性度,甚至在三倍于全量程的壓力下,性能仍保持不變.
工作原理:
被測介質的壓力直接作用於傳感器的膜片上(不鏽鋼或其它耐蝕彈性金屬),使膜片產生與介質壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻值發生變化,利用電子線路檢測這一變化,並轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號.
產品用途:
東莞市派爾耐儀表有限公司生產的CYX21系列壓力注油芯體選用瑞士進口高準確度,高穩定性力敏芯片,採用 的工藝技術,嚴格的生產條件及精密設備精心製造.適用於對316L不鏽鋼材料無腐蝕的表壓,絕壓,差壓,壓力測量場合.擴散硅芯體是製造壓力傳感器及壓力變送器的核心部件,作為一種高性能的一次壓力測量產品,可以很方便地進行信號放大處理,裝配成標準信號輸出的變送器,廣氾應用於石油、化工、冶金、電力、航空、醫療設備、汽車、HVAC等行業的過程控制等.
