电阻式压力传感器的作用及其工作原理传感器的静态特性有哪些
导语:电阻式压力传感器的核心在于其独特的工作原理,即单晶硅的压阻效应。通过集成电路技术,将等值电阻扩散到单晶硅膜片上,并将其布局为桥路结构,单晶硅片被置入传感器腔内。当外部压力发生变化时,单晶硅会产生应变,这种应变导致扩散在上面的应变电阻发生与之相关联的变化,最终由桥式电路转换为可读取的输出信号。
这种类型的传感器因其高精度和广泛适用性而备受青睐。它们不仅用于测量飞机翼上的气流分布、发动机进气口畸形和叶栅脉动,还能承担500℃以上高温环境下的飞机喷气发动机中心压力的测量。在波音客机的大气数据测量系统中,采用了精度达0.05%级别的高性能硅压力传感器。
此外,在风洞模型测试中,尺寸微小化使得这些传感器能够密集安装并提供极佳性能;在生物医学领域,它们则成为检测工具之一,如心血管、颅内及其他内部压力的监测。此外,其应用还包括爆炸和冲击波测量、高真空环境、汽车发动机性能监控以及军事装备中的枪炮膛内压力和冲击波测量等多个领域。此技术随着微电子技术和计算机科学不断进步,其应用前景无疑将继续扩大。
另一种形式的是电阻应变式压力传感器,它利用粘结在弹性元件上的应变片来衡量机械扭矩或张力的改变。这类设备依赖于金属丝或箔(具有较高电阻系数材料)组成的一种称作“敏感元件”的部分,该部分把机械扭矩或张力的变化转化为了对比强大的信号。基板及其覆盖层则起到了固定保护作用,同时进行绝缘处理,使得这些细微差异能够被准确捕捉并转换为可读取格式。