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壓阻式壓力傳感器的原理
日期：2022-05-25 20:12
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摘要：
壓阻式壓力傳感器是壓力式傳感器的一種。壓阻式壓力傳感器又稱擴散硅壓力傳感器。
壓阻式壓力傳感器核心部分是一塊沿某晶向(如〈1 0〉)切割的N型的圓形硅膜片。在膜片上利用集成電路工藝方法擴散上四個阻值相等的P型電阻。用導線將其構成平衡電橋。膜片的四周用圓硅環（硅杯）固定，其下部是與被測系統相連的高壓腔，上部一般可與大氣相通。在被測壓力P作用下，膜片產生應力和應變。膜片上各點的應力分布由式（2－20）和式（2－21）給出。當時，徑向應力為零值。四個電阻沿〈1 1 0〉晶向并分別在x=0.635r處的內外排列，在0.635r之內側的電阻承受的為正值，即拉應力，外側的電阻承受的是負值，即壓應力。由于〈1 1 0〉晶向的橫向為〈0 0 1〉，因此，，代入式（2－29）內外電阻的相對變化為式中 、——內、外電阻上所承受徑向應力的平均值。設計時，要正確地選擇電阻的徑向位置，使,因而使。使四個電阻接入差動電橋，初始狀態平衡，受力P后，差動電橋輸出與P相對應。為了保證較好的測量線性度，要控制膜片邊緣處徑向應變。而膜片厚度為h≥式中 ——;膜片邊緣允許的*大徑向應變?！鹤枋綁毫鞲衅饔捎趶椥栽c變換元件一體化，尺寸小，其固有頻率很高，可以測頻率范圍很寬的脈動壓力。固有頻率可按下式計算式中 ——硅片的密度（kg/m2） 壓阻式壓力傳感器廣泛用于流體壓力、差壓、液位等的測量。特別是它的體積小，*小的傳感器可為0.8mm，在生物醫學上可以測量血管內壓、顱內壓等參數。
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