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壓力傳感器，是能感受壓力信號(hào)，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號(hào)的器件或裝置。

壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號(hào)處理單元組成。按不同的測(cè)試壓力類(lèi)型，壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。

常見(jiàn)的壓力傳感器是差壓傳感器，而其中使用較多的是擴(kuò)散硅壓力傳感器。

擴(kuò)散硅壓力傳感器工作原理：擴(kuò)散硅壓力傳感器的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。

擴(kuò)散硅壓力傳感器簡(jiǎn)介

擴(kuò)散硅壓力傳感器是利用壓阻效應(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)成惠斯通電橋。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。

擴(kuò)散硅壓力傳感器的特點(diǎn)

1、適合制作小量程的傳感器

硅芯片的這種力敏電阻的壓阻效應(yīng)在零點(diǎn)附近的低量程段無(wú)死區(qū)，制作壓力傳感器的量程可小到幾個(gè)Kpa。

2、輸出靈敏度高

硅應(yīng)變電阻的靈敏因子比金屬應(yīng)變計(jì)高50～100倍，故相應(yīng)的傳感器的靈敏度就很高，一般量程輸出為100mv左右。因此對(duì)接口電路無(wú)特殊要求，使用比較方便。

3、精度高

由于傳感器的感受、敏感轉(zhuǎn)換和檢測(cè)三部分由同一個(gè)元件實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，重復(fù)性和遲滯誤差較小。由于單晶硅本身剛度很大，變形很小，保證了良好的線性。

4、由于工作單性形變低至微應(yīng)變數(shù)量級(jí)，彈性芯片位移在亞微米數(shù)量級(jí)，因而無(wú)磨損，無(wú)疲勞，無(wú)老化，壽命長(zhǎng)達(dá)1×103壓力循環(huán)，性能穩(wěn)定，可靠性高。

5、由于硅的優(yōu)良化學(xué)防腐性能，即使是非隔離型的擴(kuò)散硅壓力傳感器，也有相當(dāng)程度的適應(yīng)各種介質(zhì)的能力。

6、由于芯片采用集成工藝，又無(wú)傳動(dòng)部件，因此體積小，重量輕。

擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器的工作機(jī)理是半導(dǎo)體應(yīng)變片的壓阻效應(yīng)，在半導(dǎo)體受力變形時(shí)會(huì)暫時(shí)改變晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，因而改變了半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理，使得它的電阻率發(fā)生變化，這種物理現(xiàn)象稱(chēng)之為半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng) 。一般半導(dǎo)體應(yīng)變采用N型單晶硅為傳感器的彈性元件，在它上面直接蒸鍍擴(kuò)散出多個(gè)半導(dǎo)體電阻應(yīng)變薄膜（擴(kuò)散出P型或N型電阻條）組成電橋。在壓力（壓強(qiáng)）作用下彈性元件產(chǎn)生應(yīng)力，半導(dǎo)體電阻應(yīng)變薄膜的電阻率產(chǎn)生很大變化，引起電阻的變化，經(jīng)電橋轉(zhuǎn)換成電壓輸出，則其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。壓阻壓力傳感器一般通過(guò)引線接入惠斯通電橋中。平時(shí)敏感芯體沒(méi)有外加壓力作用，電橋處于平衡狀態(tài)（稱(chēng)為零位），當(dāng)傳感器受壓后芯片電阻發(fā)生變化，電橋?qū)⑹テ胶狻Ｈ艚o電橋加一個(gè)恒定電流或電壓電源，電橋?qū)⑤敵雠c壓力對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，這樣傳感器的電阻變化通過(guò)電橋轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)輸出。電橋檢測(cè)出電阻值的變化，經(jīng)過(guò)放大后，再經(jīng)過(guò)電壓電流的轉(zhuǎn)換，變換成相應(yīng)的電流信號(hào)。

根據(jù)擴(kuò)散硅傳感器的原理，其采集壓力信號(hào)的部分電壓和電流變化很小，所以前端可以直接看成是一個(gè)本安型元件。后端的處理電路，是接收來(lái)自壓力傳感器的放大信號(hào)，根據(jù)本安的處理，此電路需采取穩(wěn)壓限流的措施。

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