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半導(dǎo)體單晶硅材料在受到外力作用，產(chǎn)生肉眼根本察覺(jué)不到的極微小應(yīng)變時(shí)，其原子結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電子能級(jí)狀態(tài)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其電阻率劇烈的變化，由其材料制成的電阻也就出現(xiàn)極大變化，這種物理效應(yīng)叫壓阻效應(yīng)。利用壓阻效應(yīng)原理，采用三維集成電路工藝技術(shù)及一些專(zhuān)用特殊工藝，單晶硅片上的特定晶向，制成應(yīng)變電阻構(gòu)成的惠斯頓檢查電橋，并同時(shí)利用硅的彈性力學(xué)特性，在同一硅片上進(jìn)行特殊的機(jī)械加工，集應(yīng)力敏感與力電轉(zhuǎn)換檢測(cè)于一體的這種力學(xué)傳感器，稱(chēng)為固態(tài)壓阻傳感器。以氣、液體壓強(qiáng)為檢測(cè)對(duì)象的則稱(chēng)為固態(tài)壓阻壓力傳感器。

固態(tài)壓阻壓力傳感器主要特點(diǎn)：

? 靈敏度高

硅應(yīng)變電阻的靈敏因子比金屬應(yīng)變片高50~100倍，故相應(yīng)的傳感器靈敏度很高，一般滿(mǎn)量程輸出為100mV左右。因此對(duì)接口電路無(wú)特殊要求，應(yīng)用成本相應(yīng)較低。由于它是一種非機(jī)械結(jié)構(gòu)型傳感器，因而分辨率極高，國(guó)外稱(chēng)之無(wú)限，即主要受限于外界的檢測(cè)讀出儀表限制及噪聲干擾限制，一般均可達(dá)傳感器滿(mǎn)量程的十萬(wàn)分之一以下。硅壓阻傳感器在零點(diǎn)附近的低量程段無(wú)死區(qū)，且線(xiàn)性?xún)?yōu)良。

? 精度高

由于固態(tài)壓阻力傳感器的感受、敏感轉(zhuǎn)換和檢測(cè)三部分由同一元件實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，所以不重復(fù)性和遲滯誤差極小。同時(shí)由于硅單晶體本身剛度很大，形變很小，保證了良好的線(xiàn)性，因此綜合靜態(tài)精度很高。

由于芯體采用集成工藝，又無(wú)傳動(dòng)部件，因此體積小，重量輕。小尺寸芯片加上硅極高的彈性模數(shù)，敏感元件的固有頻率很高。在動(dòng)態(tài)應(yīng)用時(shí)，動(dòng)態(tài)精度高，使用頻帶寬，合理選擇設(shè)計(jì)傳感器外形，使用帶寬可以從零頻至100千赫茲。

? 性能穩(wěn)定，可靠性高

由于工作彈性形變低至微應(yīng)變數(shù)量級(jí)，彈性薄膜移在壓微米數(shù)量級(jí)，因而無(wú)磨損，無(wú)疲勞、無(wú)老化。壽命長(zhǎng)達(dá)107壓力循環(huán)次以上。

由于微電子技術(shù)的進(jìn)步，四個(gè)應(yīng)變電阻的一致性可以做得很高，加之激光修調(diào)技術(shù)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的進(jìn)步，目前硅壓阻傳感器的零位與靈敏度系數(shù)已可達(dá)10-5/℃數(shù)量級(jí)，即在壓力傳感器領(lǐng)域已超過(guò)溫度系數(shù)小的應(yīng)變式傳感器的水平。

由于硅的優(yōu)良化學(xué)防腐性能，即使非隔離型的壓阻壓力傳感器，也有相當(dāng)程度的適應(yīng)各種介質(zhì)的能力。與硅油的良好可兼容性，使得隔離式結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)。加之其低電壓、低電流、的低功耗特點(diǎn)，它是本質(zhì)安全防爆型產(chǎn)品，可廣泛用于各種化工工業(yè)檢測(cè)控制等領(lǐng)域，具有優(yōu)性能價(jià)格比。