壓力傳感器原理

眾所周知，壓力敏感元件是壓力傳感器（變送器）的關(guān)鍵功能元件。壓力能以各種方法測量，但關(guān)鍵的基本壓力傳感器原理歸結(jié)為兩類：

1．?惠斯登電橋（壓力傳感器原理）

配置于彈性膜片上的電橋電阻，在壓力作用下發(fā)生形變，有的被拉伸，有的則被壓縮。電阻尺寸的變化引起電阻值的變化。因此電橋產(chǎn)生差動(dòng)輸出信號(hào)，其值正比于施加的壓力。

惠斯登電橋可由金屬電阻或壓阻材料構(gòu)成，壓阻電橋由于晶格摻雜效應(yīng)以及機(jī)械變形，能提供較大輸出信號(hào)。

金屬電阻可采用多種技術(shù)將電橋固定于膜片之上。諸如粘接，硅/陶瓷融合，直接分子鍵合。

2．?電容式（壓力傳感器原理）

測量兩片導(dǎo)電板的電容值，在壓力作用下，導(dǎo)電板被迫擠合，使電容值隨壓力的變化而變化。

電容式壓力傳感元件采用MEMS技術(shù)由陶瓷構(gòu)成，或?qū)⒔饘偾度氚雽?dǎo)體層中。傳感元件固定（融合）于金屬/玻璃密封體或裝入充油腔中。

所有的壓阻和硅技術(shù)都存在因摻雜物質(zhì)遷移和費(fèi)米能級(jí)效應(yīng)而引起漂移傾向。這些影響隨著溫度的升高而增大。

壓力傳感器原理?密封和充油隔離腔體由于熱膨脹系數(shù)不同而引起不希望有的熱穩(wěn)定性問題。在工作溫區(qū)內(nèi)的溫度非線性是一個(gè)大問題，工作溫區(qū)的優(yōu)異和低端因此受到限制。并且存在充油腔漏油的潛在可能，這也是不希望有的。

壓力傳感器原理?金屬電阻的粘接或硅/陶瓷融合。無可避免的從原理上存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。英國Senstronics（勝思特）公司的壓力敏感元件采用濺射工藝，在壓力介質(zhì)直接作用的17-4PH不銹鋼膜片上，以分子鍵合的方式制作出“微米”級(jí)的電阻膜。再經(jīng)過微電子工藝制作出需要的惠斯登電橋，組成全金屬型敏感元件，無任何粘貼劑和活動(dòng)件，無需密封腔和充油腔，因此具有適用惡劣環(huán)境和長期穩(wěn)定性工作的特點(diǎn)。