壓阻式壓力感測器的原理,壓電式壓力感測器和壓阻式壓力感測器的區別

2021-12-23 14:27:18 字數 5230 閱讀 6995

1樓:佑富感測器

壓阻式感測器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而製成的器件。其基片可直接作為測量感測元件,擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時,各電阻值將發生變化,電橋就會產生相應的不平衡輸出。

用作壓阻式感測器的基片(或稱膜片)材料主要為矽片和鍺片,矽片為敏感 材料而製成的矽壓阻感測器越來越受到人們的重視,尤其是以測量壓力和速度的固態壓阻式感測器應用最為普遍。

2樓:桃紙

結構如圖所示。

其核心部分是一塊沿某晶向(如〈1 0〉)切割的n型的圓形矽膜片(見圖2-35(b))。在膜片上利用積體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。

膜片的四周用圓矽環(矽杯)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佈由式(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〉晶向並分別在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(見圖2-25(b)),外側的電阻承受的是負值,即壓應力。由於〈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後,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 ——;膜片邊緣允許的最大徑向應變。

 壓阻式壓力感測器由於彈性元件與變換元件一體化,尺寸小,其固有頻率很高,可以測頻率範圍很寬的脈動壓力。固有頻率可按下式計算式中 ——矽片的密度(kg/m2) 壓阻式壓力感測器廣泛用於流體壓力、差壓、液位等的測量。特別是它的體積小,最小的感測器可為0.

8mm,在生物醫學上可以測量血管內壓、顱內壓等引數。

應變式壓力感測器和壓阻式壓力感測器的轉換原理有什麼異同點 20

3樓:明誠地坪

從原理上講,應變式

壓力感測器,是外界的壓力(或拉力)引起應變材料的幾何形回狀(長度或寬度

答)發生改變,進而導致材料的電阻發生變化.檢測這個電阻變化量可以測得外力的大小.

壓阻式壓力感測器通常是半導體壓敏材料.半導體壓阻式感測器在受到外力後,自身的幾何形狀幾乎沒有什麼改變,而是其晶格引數發生改變,影響到禁頻寬度.禁頻寬度哪怕是非常微小的改變,都會引起載流子密度很大的改變,這最終引起材料的電阻率發生改變.

可見兩種材料雖然都對外力變化呈現出電阻的變化,但原理不同.另外,應變式材料對外力的敏感度遠遠低於半導體壓阻材料,後者的靈敏度是前者的約100倍;應變材料特性受溫度影響較小,而半導體壓阻材料對溫度敏感.

4樓:匿名使用者

應變式感測器來

用的是電阻應變片和

源敏感bai彈性金屬結構;du

壓阻式感測器zhi用的是單晶矽材

dao料;

兩種原理簡單的講是這樣的:

應變式的原理是,力改變了彈性敏感元件的幾何尺寸,導致應變計被拉長或壓短,從而應變計的阻值發生改變。通過後面儀器可測量出這個阻值變化率,也就是測出「應變」。然後得出力的大小。

壓阻式的原理是,當力作用於矽晶體時,晶體的晶格發生變形,從而使得矽的電阻率發生變化。

不知道能解決你的疑問否。

5樓:白光死

來應變式感測器用的是電阻應源變片和敏感彈性金屬結構;

壓阻式感測器用的是單晶矽材料;

兩種原理簡單的講是這樣的:

應變式的原理是,力改變了彈性敏感元件的幾何尺寸,導致應變計被拉長或壓短,從而應變計的阻值發生改變。通過後面儀器可測量出這個阻值變化率,也就是測出「應變」。然後得出力的大小。

壓阻式的原理是,當力作用於矽晶體時,晶體的晶格發生變形,從而使得矽的電阻率發生變化。

6樓:溜到被人舔

應變式感測器bai用的是電阻應變片du和敏感zhi彈性金屬結構dao;

壓阻式感測內器用的是單晶矽材料容;

兩種原理簡單的講是這樣的:

應變式的原理是,力改變了彈性敏感元件的幾何尺寸,導致應變計被拉長或壓短,從而應變計的阻值發生改變。通過後面儀器可測量出這個阻值變化率,也就是測出「應變」。然後得出力的大小。

壓阻式的原理是,當力作用於矽晶體時,晶體的晶格發生變形,從而使得矽的電阻率發生變化。

壓電式壓力感測器和壓阻式壓力感測器的區別~ 10

7樓:

1、工作原理不同

壓阻式壓力感測器是利用單晶矽的壓阻效應而構成。

壓電式壓力感測器大多是利用正壓電效應制成的。

2、側重點不同

壓電式壓力感測器當晶體受到某固定方向外力的作用時,內部就產生電極化現象,同時在某兩個表面上產生符號相反的電荷;當外力撤去後,晶體又恢復到不帶電的狀態;當外力作用方向改變時,電荷的極性也隨之改變;晶體受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。

壓阻式壓力感測器採用單晶矽片為彈性元件,在單晶矽膜片上利用積體電路的工藝,在單晶矽的特定方向擴散一組等值電阻,並將電阻接成橋路,單晶矽片置於感測器腔內。當壓力發生變化時,單晶矽產生應變,使直接擴散在上面的應變電阻產生與被測壓力成正比的變化,再由橋式電路獲相應的電壓輸出訊號。

3、構造不同

壓電式壓力感測器基於壓電效應的壓力感測器。它的種類和型號繁多,按彈性敏感元件和受力機構的形式可分為膜片式和活塞式兩類。膜片式主要由本體、膜片和壓電元件組成。

壓阻式感測器採用整合工藝將電阻條整合在單晶矽膜片上,製成矽壓阻晶片,並將此晶片的周邊固定封裝於外殼之內,引出電極引線。

8樓:

壓電式壓力感測器:

基於壓電效應的壓力感測器。大多是利用正壓電效應制成的。正壓電效應是指:

當晶體受到某固定方向外力的作用時,內部就產生電極化現象,同時在某兩個表面上產生符號相反的電荷;當外力撤去後,晶體又恢復到不帶電的狀態;當外力作用方向改變時,電荷的極性也隨之改變;晶體受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。逆壓電效應又稱電致伸縮效應,是指對晶體施加交變電場引起晶體機械變形的現象。用於電聲和超聲工程的一般使用逆壓電效應制造的變送器。

壓阻式壓力感測器:

壓阻式壓力感測器其核心部分是一塊沿某晶向切割的n型的圓形矽膜片。在膜片上利用積體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。

膜片的四周用圓矽環(矽杯)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。當時,徑向應力為零值。

壓電式壓力感測器和壓阻式壓力感測器的區別:

從原理上講,應變式壓力感測器,是外界的壓力(或拉力)引起應變材料的幾何形狀(長度或寬度)發生改變,進而導致材料的電阻發生變化.檢測這個電阻變化量可以測得外力的大小.

壓阻式壓力感測器通常是半導體壓敏材料.半導體壓阻式感測器在受到外力後,自身的幾何形狀幾乎沒有什麼改變,而是其晶格引數發生改變,影響到禁頻寬度.禁頻寬度哪怕是非常微小的改變,都會引起載流子密度很大的改變,這最終引起材料的電阻率發生改變.

可見兩種材料雖然都對外力變化呈現出電阻的變化,但原理不同.另外,應變式材料對外力的敏感度遠遠低於半導體壓阻材料,後者的靈敏度是前者的約100倍;應變材料特性受溫度影響較小,而半導體壓阻材料對溫度敏感.

9樓:匿名使用者

壓電感測器頻響高,但不用於測靜態壓力,壓阻式的既可以測靜態也可以測動態,但是頻響較低。

10樓:可春妤

壓電式壓力感測器是以某些晶體受力後在其表面產生電荷的壓電效應為轉換原理的感測器.壓阻式壓力感測器是利用單晶矽材料的壓阻效應制成.單晶矽材料受到力的作用後,其電阻就要發生變化,壓阻效應.

現在市場上用的壓阻式感測器都是應變片式的感測器.**便宜,品種多.

壓阻式壓力感測器和應變式壓力感測器原理的異同?

11樓:o天盡頭

從原理上講,應變式壓力感測器,是外界的壓力(或拉力)引起應變材料的幾何形狀(長度或寬度)發生改變,進而導致材料的電阻發生變化。檢測這個電阻變化量可以測得外力的大小。

壓阻式壓力感測器通常是半導體壓敏材料。半導體壓阻式感測器在受到外力後,自身的幾何形狀幾乎沒有什麼改變,而是其晶格引數發生改變,影響到禁頻寬度。禁頻寬度哪怕是非常微小的改變,都會引起載流子密度很大的改變,這最終引起材料的電阻率發生改變。

可見兩種材料雖然都對外力變化呈現出電阻的變化,但原理不同。另外,應變式材料對外力的敏感度遠遠低於半導體壓阻材料,後者的靈敏度是前者的約100倍;應變材料特性受溫度影響較小,而半導體壓阻材料對溫度敏感。

12樓:百杜文庫

體等)受壓力作用發生一定形變後,其阻值產生的相應變化來將壓力訊號轉換成電訊號,因此壓阻式感測器一般要形成一個完整的閉合電路(一般是惠斯通電橋的形式),再根據歐姆定律,實時測出壓力敏電阻元件的阻值變化,來確定感應壓力大小。 壓電式壓力感測器則是利用一些壓電物質(壓電陶瓷、酒石酸鉀鈉等)正壓電效應,即受到壓力作用產形變使自身所帶的電荷量發生變化,通過測量這種電荷量的變化,或者因電荷量變化產生的電動勢的強弱的來感知所測壓力的大小。

據我所知,壓電的壓力感測器很少,因為壓電材料不

壓阻式壓力感測器和應變式壓力感測器原理的異同

13樓:明誠地坪

從原理上講,應變式壓力感測器,是外界的壓力(或拉力)引起應變材料的幾專何形狀(長度或寬度)發生屬改變,進而導致材料的電阻發生變化.檢測這個電阻變化量可以測得外力的大小.

壓阻式壓力感測器通常是半導體壓敏材料.半導體壓阻式感測器在受到外力後,自身的幾何形狀幾乎沒有什麼改變,而是其晶格引數發生改變,影響到禁頻寬度.禁頻寬度哪怕是非常微小的改變,都會引起載流子密度很大的改變,這最終引起材料的電阻率發生改變.

可見兩種材料雖然都對外力變化呈現出電阻的變化,但原理不同.另外,應變式材料對外力的敏感度遠遠低於半導體壓阻材料,後者的靈敏度是前者的約100倍;應變材料特性受溫度影響較小,而半導體壓阻材料對溫度敏感.

14樓:佑富感測器

電阻應變片是壓阻式應變感測器的主要組成部分之一。金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象,俗稱為電阻應變效應。

壓阻式壓力變送器的工作原理是什麼?

15樓:佑富感測器

壓阻感測器,即利用半導體的壓阻效應,在半導體(典型材質為矽)受到壓力時,其阻值會依據壓力大小有接近線性的變化。在現實應用中,壓阻壓力變送器分為乾和溼兩種情況,溼的即是充矽油的擴散矽壓力變送器/感測器。

壓阻式壓力感測器大致有幾種型別,壓力感測器的型別和接線方法?

這兩個概念你得搞清楚,壓阻感測器指的是壓力感測器中用的一種工作原理,壓阻式的。壓力感測器是一種感測壓力的感測器,且絕大部分都是用壓阻式的。但是利用壓阻式的感測器還有壓差感測器 拉力感測器等。最常見的幾種感測器原理 您好,我是斯巴拓電子的技術人員。壓力感測器是工業實踐中最為常用的一種感測器,其廣泛應用...

壓電式感測器是無源感測器還是有源感測器,希望得到權威答案

壓電式感測器是無源感測器,壓電式感測器自發電,不需要外接電源。壓電式感測器的敏感元件由壓電材料製成。壓電材料受力後表面產生電荷。此電荷經電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗後就成為正比於所受外力的電量輸出。壓電式感測器用於測量力和能變換為電的非電物理量。它的優點是頻頻寬 靈敏度高 訊雜比高 結構簡單 ...

接觸型感測器的工作原理,什麼是接觸式感測器和非接觸式感測器?

你指的是壓力開關吧,有壓力就給訊號。裡面有個柱塞,壓力 柱塞面積就是力,大到一定程度克服彈簧力以後柱塞移動,觸點閉合 我們知道,力 必須有一個作用點,如果一個力,並不作用到感測器上,這個力與感測器便沒有任何關係,所以力感測器只有 接觸型 力必須加到感測器上。力感測器有多種型別 應變片受變形後阻值改變...