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一、介紹
硅單晶材料在受到外力作用產(chǎn)生極微小應變時(一般小于400微應變)，其內部原子結構的電子能級狀態(tài)會發(fā)生變化，從而導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，這種物理效應稱為壓阻效應。利用壓阻效應原理，采用集成工藝技術經(jīng)過摻雜、擴散，沿單晶硅片上的特定晶向，制成應變電阻，構成惠斯登電橋，利用硅材料的彈性力學特性，在同一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換檢測于一體的擴散硅傳感器。給傳感器匹配一放大電路相關部件，使之輸出一個標準信號，就組成了一臺完整的變送器。
二、技術特點
1、靈敏度高
擴散硅敏電阻的靈敏因子比金屬應變高50~80倍，它的滿量程信號輸出在80~100mv左右。對接口電路適配性好，應用成本相應較低。由于它輸入激勵電壓低，輸出信號大，且無機械動件損耗，因而分變率高。
2、精度高
擴散硅壓力傳感器的感受、敏感轉換和檢測三位一體，無機械動件連接轉換環(huán)節(jié)，所以不重復性和遲滯誤差很小。由于硅材料的剛性好，形變小，因而傳感器的線性也非常好，因此綜合靜態(tài)精度很高。
3、可靠性高
擴散硅敏感膜片的彈性形變量在微應變數(shù)量級、膜片最大位移量在亞微米數(shù)量級，且無機械磨損，無疲勞，無老化。平均時間長，性能穩(wěn)定，可靠性高。
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，配以剛性結構前置安裝特殊設計。使傳感器頻率響應高，使用帶寬可達零頻至100千赫茲。
5、溫度性能好
隨著集成工藝技術進步，擴散硅敏感膜的四個電阻一致性得到進一步提高，原始的手工補償已被激光調阻、計算機自動休整技術所替代，傳感器的零位和靈敏度溫度系數(shù)已可達10-5/℃數(shù)量級，工作溫度也大幅度提高。
6、抗電擊穿性能好
由于采用了特殊材料和裝配工藝，擴散硅傳感器不但可以做到130℃正常使用，在強磁場、高電壓擊穿試驗中可抗擊1500V/AC電壓的沖擊。
7、耐腐蝕性好
由于擴散硅材料本身優(yōu)良的化學腐蝕性能，即使傳感器受壓力面不隔離，也能在普通使用中適應各種介質。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結構工藝更易于實現(xiàn)。加之它的低電壓、低電流、低工耗、低成本和本質安全防爆的特點，可替代多同類型的同功能產(chǎn)品，具有性能價格比。
