压阻式压力传感器工作原理详解，压阻式压力传感器工作原理

很多朋友对压阻式压力传感器工作原理详解，压阻式压力传感器工作原理不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

压阻式压力传感器由单晶硅的压阻效应组成。以单晶硅为弹性元件，利用集成电路技术在单晶硅振膜上单晶硅特定方向扩散一组等效电阻，将电阻连接成桥，将单晶硅置于传感器腔内。当压力变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在其上的应变电阻与测得的压力成正比变化，然后通过桥式电路得到相应的电压输出信号。

压阻式压力传感器的应用压阻式传感器是实现这一目的的理想传感器。比如用于测量直升机机翼气流压力分布，测试发动机进气道动态畸变、叶栅脉动压力、机翼抖动等。在喷气发动机中心压力的测量中，采用了一种特殊设计的硅压力传感器，其工作温度在500以上。波音客机大气数据测量系统采用了精度为0.05%的硅压力传感器。

在缩小比例的风洞模型试验中，可以在风洞入口处和发动机进气管模型中密集安装压阻式传感器。单个传感器直径仅为2.36 mm，固有频率高达300 kHz，非线性和迟滞均为满量程的0.22%。在生物医学中，压阻传感器也是一种理想的检测工具。

已经制造了具有薄至10微米的扩散硅膜和仅0.5 mm外径的注射针压阻压力传感器以及能够测量心血管、颅内、尿道、子宫和眼内压力的传感器。图3是用于测量脑压的传感器的结构图。压阻式传感器还有效地应用于爆炸压力和冲击波的测量、真空测量、监测和控制汽车发动机的性能以及测量武器如火炮膛压和冲击波发射。

此外，压阻式传感器还广泛应用于油井压力测量、随钻测向和井下密封电缆故障点检测，以及流量和液位测量。随着微电子技术和计算机的进一步发展，压阻式传感器的应用将会迅速发展。

压阻式压力传感器的工作原理：当传感器处于压力介质中时，介质压力作用在波纹膜片上，其中的硅油被压缩，硅油感知膜片对半导体芯的压力。被按压后，其电阻值发生变化，电阻信号通过导线引出。不锈钢波纹膜片外壳感受压力，保护芯体，所以压阻式压力传感器可以感知腐蚀介质中的压力信号。

压阻压力传感器通常通过导线连接到惠斯通电桥。通常情况下，敏感芯上没有外界压力，电桥处于平衡状态(称为零位)。当按下传感器后芯片电阻发生变化时，电桥将失去平衡。如果在电桥上加一个恒流或恒压电源，电桥会输出一个与压力对应的电压信号，使传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号。

在大多数压力传感器中，四个电阻值相等的电阻条是通过制造集成电路形成的，它们被连接并雕刻成惠斯通电桥。

惠斯通电桥采用恒流电源，使电桥的输出不受温度影响。惠斯通电桥检测电阻值的变化，经差分放大器和输出放大器放大，再通过电压电流转换成相应的电流信号。这个电流信号经过非线性校正回路的补偿，即产生线性对应输入电压的4 ~ 20mA的标准输出信号。

为了减小温度变化对磁芯电阻值的影响，提高测量精度，压力传感器都采用了温度补偿措施，使其零点漂移、灵敏度、线性度、稳定性等技术指标保持在较高水平。

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