擴(kuò)散硅壓力傳感器是一種廣泛應(yīng)用的傳感器類型,它利用了半導(dǎo)體材料(尤其是硅)的壓阻效應(yīng),即將壓力變化轉(zhuǎn)化為電信號變化的能力。以下是關(guān)于這類壓力傳感器的一些關(guān)鍵特征:

擴(kuò)散硅壓力傳感器的核心運(yùn)作依賴于壓阻效應(yīng)。其核心組件是由單晶硅制成的壓阻元件。在制造過程中,通過精心設(shè)計(jì)的摻雜和擴(kuò)散技術(shù),硅片上會(huì)形成四個(gè)特定的電阻,這四個(gè)電阻共同構(gòu)成了惠斯登電橋的結(jié)構(gòu)。當(dāng)外界施加壓力于傳感器的膜片(通常選用不銹鋼或陶瓷等堅(jiān)固材質(zhì))時(shí),這一壓力會(huì)導(dǎo)致膜片及與之相連的硅片發(fā)生微小的形變。這種形變會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致硅片上電阻的阻值發(fā)生變化。
由于電橋中四個(gè)電阻各自位于硅片上受壓力影響的不同區(qū)域,因此它們所經(jīng)歷的形變程度及電阻值變化均會(huì)有所不同。這種電阻值的不平衡性會(huì)在電橋的兩端產(chǎn)生差動(dòng)電壓信號。這一微弱的電信號隨后會(huì)經(jīng)過專門的電路進(jìn)行放大和轉(zhuǎn)換,再輸出一個(gè)與所施加壓力大小成線性比例的信號,這種信號通常為標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號或數(shù)字信號(如RS485),以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和控制操作。這種的信號形式不僅方便數(shù)據(jù)的記錄和分析,還便于與其他控制系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)行通信和集成。
因此,擴(kuò)散硅壓力傳感器憑借其高精度、高穩(wěn)定性和良好的線性特性,在工業(yè)自動(dòng)化、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。