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擴(kuò)散硅壓力變送器的一般介紹及應(yīng)用優(yōu)勢

來源：淄博愷訊自動(dòng)化科技有限公司 2013年12月09日 15:27

作為四種傳感器芯體的其中之一的擴(kuò)散硅芯體已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用到壓力傳感器生產(chǎn)運(yùn)用中，所以有必要了解其工作原理及使用中該注意的一些事項(xiàng)，淄博愷訊為您作個(gè)簡單說明：
一、擴(kuò)散硅壓力變送器的一般介紹：
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。
二、技術(shù)特點(diǎn)：
1、靈敏度高
擴(kuò)散硅敏感電阻的靈敏因子比金屬應(yīng)變片高50~80倍，它的滿量程信號(hào)輸出在80-100mv左右。對(duì)接囗電路適配性好，應(yīng)用成本相應(yīng)較低。由于它輸入激勵(lì)電壓低，輸出信號(hào)大，且無機(jī)械動(dòng)件損耗，因而分辯率*。
2、可靠性高
擴(kuò)散硅敏感膜片的彈性形變量在微應(yīng)變數(shù)量級(jí)，膜片zui大位移量在來微米數(shù)量級(jí)，且無機(jī)械磨損，無疲勞，無老化。平均*時(shí)間長，性能穩(wěn)定，可靠性高。
3、精度高
擴(kuò)散硅壓力傳感器的感受、敏感轉(zhuǎn)換和檢測三位一體，無機(jī)械動(dòng)件連接轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，所以不重復(fù)性和遲滯誤差很小。由于硅材料的剛性好萊塢，形變小，因而傳感器的線性也非常好。因此綜合表態(tài)精度很高。
4、頻響高
由于敏感膜片硅材料的本身固有頻率高，一般在50KC。制造過程采用了集成工藝，膜片的有效面積可以很小，配以剛性結(jié)構(gòu)前置安裝特殊設(shè)計(jì)，使傳感器頻率響應(yīng)很高，使用帶寬可達(dá)零頻至100千赫茲。
5、抗電擊穿性能好
由于采用了特殊材料和裝配工藝，擴(kuò)散硅傳感器不但可以做到130℃正常使用，在強(qiáng)磁場、高電壓擊穿試驗(yàn)中可抗擊1500V/AC電壓的沖擊壓力變送器。
6、度性能好
隨著集成工藝技術(shù)進(jìn)步，擴(kuò)散硅敏感膜的四個(gè)電阻一致性得到進(jìn)一步提高，原始的手工補(bǔ)償已被激光調(diào)阻、計(jì)算機(jī)自動(dòng)休整技術(shù)所替代，傳感器的零位和靈敏度溫度系數(shù)已達(dá)10-5
/℃數(shù)量級(jí)，工作溫度也大幅度提高。
7、耐腐蝕性好
由于擴(kuò)散硅材料本身優(yōu)良的化學(xué)防腐性能好，即使傳感器受壓面不隔離，出能在普通使用中適應(yīng)各種介質(zhì)。硅材料又與硅油有良好的兼容性，使它在采用防腐材料隔離時(shí)結(jié)構(gòu)工藝更易于實(shí)現(xiàn)。加之它的低電壓、低電流、低功耗、低成本和本質(zhì)安全防爆的特點(diǎn)，可替代諸多同類型的同功能產(chǎn)品，具有*良的性能價(jià)格比。

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