傳感器芯體介紹

更新時間：2024-08-01

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壓阻式傳感器歷史

1954年，史密斯（C.S.Smith）發(fā)現(xiàn)了硅與鍺的壓阻效應(yīng)，即當(dāng)有外力作用于半導(dǎo)體材料時，其電阻將明顯發(fā)生變化。

1960-1970年，硅擴(kuò)散技術(shù)快速發(fā)展，技術(shù)人員在硅晶面選擇合適的晶向直接把應(yīng)變電阻擴(kuò)散在晶面上，然后在背面加工成凹形，形成較薄的硅彈性膜片，稱為硅杯。

1970-1980年，硅杯擴(kuò)散理論的基礎(chǔ)上應(yīng)用了硅的各向異性的腐蝕技術(shù)，擴(kuò)散硅傳感器其加工工藝以硅的各項(xiàng)異性腐蝕技術(shù)為主，發(fā)展成為可以自動控制硅膜厚度的硅各向異性加工技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在可以通過微機(jī)械加工工藝制作由計算機(jī)控制加工出結(jié)構(gòu)型的壓力傳感器，其線度可以控制在微米級范圍內(nèi)。利用這一技術(shù)可以加工、蝕刻微米級的溝、條、膜，使得壓力傳感器進(jìn)入了微米階段。

壓阻式傳感器原理

圖是基本的惠斯通電橋，圖中電橋輸出Vo是Vo+和Vo-之間的差分電壓。使用傳感器時，隨著壓力的變化，根據(jù)壓阻效應(yīng)，一個或多個電阻的阻值會發(fā)生改變。阻值的改變會引起輸出電壓的變化。

激勵電源一般為恒流源或者恒壓源

上海朝輝擁有25年傳感器核心技術(shù)的研發(fā)與生產(chǎn)，為中國、美國、中東、意大利等國家的傳感器提供差壓芯體、擴(kuò)散硅芯體、微熔芯體等核心部件，并與客戶共同分享行業(yè)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在技術(shù)與價格上具備較高競爭力。

單晶硅芯體：

熔融的單質(zhì)硅凝固時,硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則形成單晶硅。由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻性，單晶硅在力學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)性能上表現(xiàn)良好。zhyq單晶硅壓力芯體具有精度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)

擴(kuò)散硅芯體：

傳統(tǒng)的的硅半導(dǎo)體材質(zhì)，在多晶硅上使用微機(jī)械加工技術(shù)雕刻而成。技術(shù)成熟，工藝穩(wěn)定，在精度上無法無單晶硅媲美，但是在成本、通用性、以及性價比上具有優(yōu)勢。

玻璃微熔芯體：

美國加州理工學(xué)院在1965年研發(fā)的新型技術(shù)，腔體背面由高溫玻璃粉燒結(jié)17-4PH低碳鋼，腔體由17-4PH不銹鋼翻出，適用于高壓過載，能有效抵抗瞬間壓力沖擊。含有少量雜質(zhì)的流體介質(zhì)，無需充油和隔離膜片即可測量;不銹鋼結(jié)構(gòu)，無“O”型密封圈，無溫度釋放隱患。它可以在高壓下測量600MPa(6000bar)，最高精度為0.075%。

　　但是玻璃微熔傳感器小量程的測量比較困難，一般測量范圍在500kPa以上。
基于MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的壓力傳感器是由微/納惠斯通電橋制成的硅應(yīng)變計。具有輸出靈敏度高、性能穩(wěn)定、批量可靠、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)。

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