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擴散硅壓力變送器中硅所起到的作用

來源：揚州高順電氣有限公司 2013年12月30日 15:41

擴散硅壓力變送器的被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力采用大氣壓或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。壓力變送器是由測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。當兩側(cè)壓力不一致時，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。

硅單晶材料在受到外力作用產(chǎn)生極微小應(yīng)變時（一般步于400微應(yīng)變），其內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)的電子能級狀態(tài)會發(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、擴散，沿單晶硅片上的特點晶向，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行各向異性微加工，就制成了一個集力敏與力電轉(zhuǎn)換檢測于一體的擴散硅傳感器。給傳感器匹配一放大電路及相關(guān)部件，使之輸出一個標準信號，就組成了一臺完整的壓力變送器。

擴散硅壓力變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定、安裝使用方便、體積小、重量輕、性能價格比高等點，能在各種正負壓力測量中得到廣泛應(yīng)用。擴散硅傳感器屬于平面器件，采用PN結(jié)隔離。*。這種隔離方法易于受到工藝過程和工藝環(huán)境的影響，使隔離性能下降。無論是PN結(jié)內(nèi)部還是PN結(jié)表面受到影響，都會降低絕緣性能，從而影響傳感器穩(wěn)定地工作。擴散硅壓力變送器可以利用半導(dǎo)體技術(shù)批量生產(chǎn)，極大地降低了生產(chǎn)成本，利用為機械加工技術(shù)使傳感器微型化和集成化，縮小了傳感器的面積，擴大了應(yīng)用領(lǐng)域。

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