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1、認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目第八章 壓阻式傳感器1 半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)2 壓阻式壓力傳感器原理和電路(1)體型半導(dǎo)體應(yīng)變片(2)擴散型壓阻式壓力傳感器(3)測量橋路及溫度補償3 壓阻式傳感器的應(yīng)用下一頁返 回認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目1 1 半半導(dǎo)導(dǎo)體的體的壓壓阻效阻效應(yīng)應(yīng) 固體受到作用力后，電阻率就要發(fā)生變化，這固體受到作用力后，電阻率就要發(fā)生變化，這種效應(yīng)稱為壓阻效應(yīng)種效應(yīng)稱為壓阻效應(yīng) 半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)特別強

2、。半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)特別強。壓壓阻阻式式傳傳感感器器的的靈靈敏敏系系數(shù)數(shù)大大，分分辨辨率率高高。頻頻率率響響應(yīng)應(yīng)高高，體體積積小小。它它主主要要用用于于測測量量壓壓力力、加加速速度和載荷等參數(shù)。度和載荷等參數(shù)。因因為為半半導(dǎo)導(dǎo)體體材材料料對對溫溫度度很很敏敏感感，因因此此壓壓阻阻式式傳傳感器的溫度誤差較大，必須要有溫度補償。感器的溫度誤差較大，必須要有溫度補償。上一頁返 回下一頁認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目利用半導(dǎo)體材料的利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制造的傳感和集成電路技術(shù)制造的傳感器

3、。器。一、壓阻效應(yīng)及壓阻系數(shù)一、壓阻效應(yīng)及壓阻系數(shù)壓阻效應(yīng)：在半導(dǎo)體材料上施加作用力，其電阻率發(fā)生變化。壓阻效應(yīng)：在半導(dǎo)體材料上施加作用力，其電阻率發(fā)生變化。壓阻式壓力傳感器認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目4壓阻式傳感器的特點靈敏度高靈敏度高:硅應(yīng)變電阻的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片高硅應(yīng)變電阻的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片高50100倍，故相應(yīng)的傳倍，故相應(yīng)的傳感器靈敏度很高，一般滿量程輸出為感器靈敏度很高，一般滿量程輸出為100mv左右。因此對接口電路無特殊要求，左右。因此對接口電路無特殊要求，應(yīng)用成本相應(yīng)較低。應(yīng)用成本

4、相應(yīng)較低。分辨率高分辨率高:能分辨能分辨1mmH2O(9.8Pa)的壓力變化。的壓力變化。體積小、重量輕、頻率響應(yīng)高體積小、重量輕、頻率響應(yīng)高:由于芯體采用集成工藝，又由于芯體采用集成工藝，又無傳動部件，因此體積小，重量輕。小尺寸芯片加上硅極高的彈性系數(shù)，敏感無傳動部件，因此體積小，重量輕。小尺寸芯片加上硅極高的彈性系數(shù)，敏感元件的固有頻率很高。在動態(tài)應(yīng)用時，動態(tài)精度高，使用頻帶寬，合理選擇設(shè)元件的固有頻率很高。在動態(tài)應(yīng)用時，動態(tài)精度高，使用頻帶寬，合理選擇設(shè)計傳感器外型，使用帶寬可以從靜態(tài)至計傳感器外型，使用帶寬可以從靜態(tài)至100千赫茲。千赫茲。溫度誤差大溫度誤差大:須溫度補償、或恒溫使用。

5、須溫度補償、或恒溫使用。由于微電子技術(shù)的進步，四個應(yīng)變由于微電子技術(shù)的進步，四個應(yīng)變電阻的一致性可做的很高，加之計電阻的一致性可做的很高，加之計算機自動補償技術(shù)的進步，目前硅算機自動補償技術(shù)的進步，目前硅壓阻傳感器的零位與靈敏度溫度系壓阻傳感器的零位與靈敏度溫度系數(shù)已可達數(shù)已可達10-5/數(shù)量級數(shù)量級,即在壓力傳即在壓力傳感器領(lǐng)域已超過的應(yīng)變式傳感器的感器領(lǐng)域已超過的應(yīng)變式傳感器的水平。水平。認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目壓阻效應(yīng)壓阻效應(yīng) 金屬材料 半導(dǎo)體材料 半導(dǎo)體電阻率 l為半導(dǎo)體材料的壓阻系數(shù)，它與半

6、導(dǎo)體材料種類及應(yīng)力方向與晶軸方向之間的夾角有關(guān)；E為半導(dǎo)體材料的彈性模量，與晶向有關(guān)。上一頁返 回下一頁認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目6參考知識：晶向的表示方法1)半導(dǎo)體單晶硅是半導(dǎo)體單晶硅是各向異性各向異性材料材料;2)硅是硅是立方立方晶體，按晶軸建立座標(biāo)系晶體，按晶軸建立座標(biāo)系;3)晶面：原子或離子可看作分布在相互平晶面：原子或離子可看作分布在相互平行的一簇晶面上行的一簇晶面上;4)晶向：晶面的法線方向晶向：晶面的法線方向.X(1)Y(2)Z(3)認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到

7、病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目晶面表示方法zxyrst截距式截距式：法線式法線式：r,s,tx,y,z軸的截距軸的截距cos,cos,cos法線的方向余弦法線的方向余弦法線長度7認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目密勒指數(shù)三個沒有公約數(shù)的整數(shù)密勒指數(shù)密勒指數(shù)：截距的倒數(shù)化成的三個沒有公密勒指數(shù)：截距的倒數(shù)化成的三個沒有公約數(shù)的整數(shù)。約數(shù)的整數(shù)。(方向余弦比的整數(shù)化表示）方向余弦比的整數(shù)化表示）8認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重

8、視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目表示方式表示晶面表示晶面表示晶向表示晶向表示晶面族表示晶面族對立方晶體來說，對立方晶體來說，h,k,l晶向是（晶向是（h,k,l)晶面的法線方向；晶面的法線方向；h,k,l晶面族的晶面都與（晶面族的晶面都與（h,k,l)晶面平行。晶面平行。9認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目例：晶向、晶面、晶晶向、晶面、晶面族分別為：面族分別為：晶向、晶面、晶晶向、晶面、晶面族分別為：面族分別為：xy111zzxy4-2-210認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國

9、家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目例：（特殊情況）xyz11認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目對半導(dǎo)體材料而言，l E(1+)，故(1+)項可以忽略半導(dǎo)體材料的電阻值變化，主要是由電阻率變化引起的，而電阻率的變化是由應(yīng)變引起的 半導(dǎo)體單晶的應(yīng)變靈敏系數(shù)可表示 半導(dǎo)體的應(yīng)變靈敏系數(shù)還與摻雜濃度有關(guān)，它隨雜質(zhì)的增加而減小上一頁返 回下一頁認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目壓阻系數(shù)一、單晶硅的壓阻系數(shù)3122223213

10、3323111121313認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目材料阻值變化六個獨立的應(yīng)力分量：六個獨立的應(yīng)力分量：六個獨立的電阻率的變化率：六個獨立的電阻率的變化率：廣義廣義：14認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目15六個獨立的應(yīng)力分量：六個獨立的應(yīng)力分量：六個獨立的電阻率的變化率：六個獨立的電阻率的變化率：正應(yīng)力剪應(yīng)力認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧

11、”項目電阻率的變化與應(yīng)力分量之間的關(guān)系16認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目表面雜質(zhì)濃度表面雜質(zhì)濃度Ns（1/cm3)11或或44三、影響壓阻系數(shù)大小的因素1、壓阻系數(shù)與表面雜質(zhì)濃度的關(guān)系擴散雜質(zhì)濃度增加，壓阻系數(shù)減小擴散雜質(zhì)濃度增加，壓阻系數(shù)減小P型型Si（44)N型型Si（11)17認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目解釋：電阻率：電阻率 n：載流子濃度：載流子濃度e：載流子所帶電荷：載流子所帶電荷：載流子遷移率：載流子遷移率

12、Ns雜質(zhì)原子數(shù)多雜質(zhì)原子數(shù)多載流子多載流子多 n雜質(zhì)濃度雜質(zhì)濃度Ns n在應(yīng)力作用下在應(yīng)力作用下的變化更小的變化更小 /的變化率減小的變化率減小壓阻系數(shù)減小壓阻系數(shù)減小18認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目溫度溫度T442、壓阻系數(shù)與溫度的關(guān)系溫度升高時，壓阻系數(shù)減?。粶囟壬邥r，壓阻系數(shù)減??；表面雜質(zhì)濃度增加時，溫度表面雜質(zhì)濃度增加時，溫度對對壓阻系數(shù)的影響壓阻系數(shù)的影響變?。ㄏ陆邓俣茸兟?。變?。ㄏ陆邓俣茸兟?。Ns小小Ns大大19認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶

13、貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目解釋：T載流子獲得的動能載流子獲得的動能運動紊亂程度運動紊亂程度 /Ns大，大，變化較小變化較小 變化小變化小Ns小，小，變化大變化大 變化大變化大20認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目21載流子濃度影響總結(jié)Ns比較大時：比較大時：a.受溫度影響小受溫度影響小c.高濃度擴散，使高濃度擴散，使p-n結(jié)擊穿電壓結(jié)擊穿電壓絕緣電阻絕緣電阻漏電漏電漂移漂移性能不穩(wěn)定性能不穩(wěn)定b.Ns 靈敏度靈敏度結(jié)論結(jié)論：綜合考慮靈敏度和溫度誤差，根據(jù)應(yīng)綜合考慮靈敏度和溫度誤差，根據(jù)應(yīng)用條件適

14、當(dāng)選擇載流子的濃度。用條件適當(dāng)選擇載流子的濃度。認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目22壓阻效應(yīng)的原因:應(yīng)力作用晶格變形能帶結(jié)構(gòu)變化載流子濃度和遷移率變化認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目2 壓阻式壓力傳感器原理和電路壓阻式壓力傳感器原理和電路(1)體型半導(dǎo)體應(yīng)變片(2)擴散型壓阻式壓力傳感器(3)測量橋路及溫度補償認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項

15、目參考知識：敏感元件加工技術(shù)1.薄膜技術(shù)薄膜技術(shù) 薄薄膜膜技技術(shù)術(shù)是是在在一一定定的的基基底底上上,用用真真空空蒸蒸鍍鍍、濺濺射射、化化學(xué)學(xué)氣氣相相淀淀積積（CVD）等等工工藝藝技技術(shù)術(shù)加加工工成成零零點點幾幾微微米米至至幾幾微微米米的的金金屬屬、半半導(dǎo)導(dǎo)體體或或氧氧化化物物薄薄膜膜的的技技術(shù)術(shù)。這這些些薄薄膜膜可可以以加加工工成成各各種種梁梁、橋橋、膜膜等等微微型型彈彈性性元元件件,也也可可加加工工為為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換元元件件,有有的的可可作作為為絕絕緣緣膜膜,有有的的可可用用作作控控制制尺尺寸寸的的犧犧牲牲層層,在傳感器的研制中得到了廣泛應(yīng)用。在傳感器的研制中得到了廣泛應(yīng)用。24認識到了貧困戶貧困

16、的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目在真空室內(nèi)在真空室內(nèi),將待蒸發(fā)的材將待蒸發(fā)的材料置于鎢絲制成的加熱器料置于鎢絲制成的加熱器上加熱上加熱,當(dāng)真空度抽到當(dāng)真空度抽到0.0133Pa以上時以上時,加大鎢絲加大鎢絲的加熱電流的加熱電流,使材料融化使材料融化,繼續(xù)加大電流使材料蒸發(fā)繼續(xù)加大電流使材料蒸發(fā),在基底上凝聚成膜。如圖在基底上凝聚成膜。如圖所示。所示。真空蒸鍍圖中圖中,1真空室真空室,2基底基底,3鎢絲鎢絲,4接高真空泵。接高真空泵。25認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，

17、已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目在低真空室中在低真空室中,將待將待濺射物制成靶置于濺射物制成靶置于陰極陰極,用高壓（通常用高壓（通常在在1000V以上）使以上）使氣體電離形成等離氣體電離形成等離子體子體,等離子中的正等離子中的正離子以高能量轟擊離子以高能量轟擊靶面靶面,使靶材的原子使靶材的原子離開靶面離開靶面,淀積到陽淀積到陽極工作臺上的基片極工作臺上的基片上上,形成薄膜形成薄膜,如圖如圖所示。所示。濺射圖中圖中,1靶靶,2陰極陰極,3直流高直流高壓壓,4陽極陽極,5基片基片,6惰性氣惰性氣體入口體入口,7接真空系統(tǒng)。接真空系統(tǒng)。26認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年

18、來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目 化學(xué)氣相淀積是將有待積淀物質(zhì)的化合物升華成氣體化學(xué)氣相淀積是將有待積淀物質(zhì)的化合物升華成氣體,與另一種氣體化合物在一個反應(yīng)室中進行反應(yīng)與另一種氣體化合物在一個反應(yīng)室中進行反應(yīng),生成固態(tài)生成固態(tài)的淀積物質(zhì)的淀積物質(zhì),淀積在基底上生成薄膜淀積在基底上生成薄膜,如圖所示。如圖所示?；瘜W(xué)氣相淀積（CVD）圖中圖中,1反應(yīng)氣體反應(yīng)氣體A入口入口,2分子篩分子篩,3混合器混合器,4加熱器加熱器,5反應(yīng)室反應(yīng)室,6基片基片,7閥門閥門,8反應(yīng)反應(yīng)氣體氣體B入口入口27認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重

19、視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目2、微細加工技術(shù) 微細加工技術(shù)是利用硅的異向腐蝕特性和腐蝕速微細加工技術(shù)是利用硅的異向腐蝕特性和腐蝕速度與摻雜濃度的關(guān)系度與摻雜濃度的關(guān)系,對硅材料進行精細加工、對硅材料進行精細加工、制作復(fù)雜微小的敏感元件的技術(shù)。制作復(fù)雜微小的敏感元件的技術(shù)。1)體型結(jié)構(gòu)腐蝕加工體型結(jié)構(gòu)腐蝕加工 體體型型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)腐腐蝕蝕加加工工常常用用化化學(xué)學(xué)腐腐蝕蝕液液（濕濕法法）和和離子刻蝕（干法）技術(shù)（采用惰性氣體）。離子刻蝕（干法）技術(shù)（采用惰性氣體）。2)表面腐蝕加工表面腐蝕加工犧牲層技術(shù)犧牲層技術(shù) 該該工工藝藝的的特特點點是是利利用用稱稱為為“犧犧牲牲層層”的的分分離離層層,形成各種

20、懸式結(jié)構(gòu)。形成各種懸式結(jié)構(gòu)。28認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目1）如圖）如圖(a)、(b)所示所示,先在單晶硅的（先在單晶硅的（100）晶面生長一層）晶面生長一層氧化層作為光掩膜氧化層作為光掩膜,并在其上覆蓋光刻膠形成圖案并在其上覆蓋光刻膠形成圖案,再浸入再浸入氫氟酸中氫氟酸中,進行氧化層腐蝕；進行氧化層腐蝕；2）將此片置于各向異性的腐蝕液（如乙二胺鄰苯二酚）將此片置于各向異性的腐蝕液（如乙二胺鄰苯二酚水）對晶面進行縱向腐蝕水）對晶面進行縱向腐蝕,腐蝕出腔體的界面為（腐蝕出腔體的界面為（111）面面,與（與

21、（100）表面的夾角為）表面的夾角為54.74,如圖如圖(c)所示。所示。單晶硅立體結(jié)構(gòu)的腐蝕加工過程29認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目利用該工藝制造多晶硅梁的過程：利用該工藝制造多晶硅梁的過程：1）在）在N型硅（型硅（100）基底上淀積一層）基底上淀積一層Si3N4作為多晶硅的作為多晶硅的絕緣支撐絕緣支撐,并刻出窗口并刻出窗口,如圖如圖(a)所示。利用局部氧化技術(shù)在所示。利用局部氧化技術(shù)在窗口處生成一層窗口處生成一層SiO2作為犧牲層作為犧牲層,如圖如圖(b)所示；所示；2）在在 SiO2層層 及及 余余

22、 下下 的的 Si3N4上上 生生 成成 一一 層層 多多 晶晶 硅硅 膜膜（PoLy-Si)并并刻刻出出微微型型硅硅梁梁,如如圖圖(c)所所示示。腐腐蝕蝕掉掉SiO2層層形形成成空空腔腔,即即可可得得到到橋橋式式硅硅梁梁,如如圖圖(d)所所示示。另另外外,在在腐腐蝕蝕SiO2層前先濺鋁層前先濺鋁,刻出鋁壓焊塊刻出鋁壓焊塊,以便引線。以便引線。表面腐蝕加工犧牲層技術(shù)形成硅梁過程 30認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目圖圖(a)為方形平膜片結(jié)構(gòu)為方形平膜片結(jié)構(gòu),除用于壓力傳感器外除用于壓力傳感器外,亦可用于電容亦

23、可用于電容式傳感器。圖式傳感器。圖(b)為懸臂梁結(jié)構(gòu)為懸臂梁結(jié)構(gòu),可用于加速度傳感器。圖可用于加速度傳感器。圖(c)為橋式結(jié)構(gòu)為橋式結(jié)構(gòu),圖圖(d)為支撐膜結(jié)構(gòu)為支撐膜結(jié)構(gòu),圖圖(e)為為E型膜（硬中心）結(jié)型膜（硬中心）結(jié)構(gòu)構(gòu),這些都是常用于應(yīng)變式傳感器的結(jié)構(gòu)。這些都是常用于應(yīng)變式傳感器的結(jié)構(gòu)。微型硅應(yīng)變式傳感器的一些基本結(jié)構(gòu)31認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目上一頁返 回下一頁（1 1）體型半）體型半導(dǎo)導(dǎo)體體電電阻阻應(yīng)變應(yīng)變片片 l1.1.結(jié)構(gòu)型式及特點結(jié)構(gòu)型式及特點 l2.2.測量電路測量電路 認識到了貧

24、困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目1.結(jié)構(gòu)型式及特點結(jié)構(gòu)型式及特點 主要優(yōu)點是靈敏系數(shù)比金屬電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)大數(shù)十倍 橫向效應(yīng)和機械滯后極小 溫度穩(wěn)定性和線性度比金屬電阻應(yīng)變片差得多 上一頁返 回下一頁認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目體型半導(dǎo)體應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)形式 l1-P型單晶硅條 l2-內(nèi)引線l3-焊接電極l4-外引線對于恒壓源電橋電路，考慮到環(huán)境溫度變化的影響，其關(guān)系式為：認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病

25、除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目2.測量電路測量電路 l恒壓源恒壓源l恒流源恒流源電橋輸出電壓與R/R成正比，輸出電壓受環(huán)境溫度的影響。R為應(yīng)變片阻值，R為應(yīng)變片阻值變化，Rt為環(huán)境溫度變化受環(huán)境溫度引起阻值的變化電橋輸出電壓與R成正比，環(huán)境溫度的變化對其沒有影響。上一頁返 回下一頁認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目（2）擴散型壓阻式壓力傳感器擴散型壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡圖1低壓腔 2高壓腔 3硅杯 4引線 5硅膜片采用N型單晶硅為傳感器的彈性元件，在它上面直接蒸鍍半

26、導(dǎo)體電阻應(yīng)變薄膜 上一頁返 回下一頁認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目工作原理：工作原理：膜片兩邊存在壓力差時，膜片產(chǎn)生變形，膜片上各點產(chǎn)生應(yīng)力。四個電阻在應(yīng)力作用下，阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，輸出相應(yīng)的電壓，電壓與膜片兩邊的壓力差成正比。四個電阻的配置位置四個電阻的配置位置：按膜片上徑向應(yīng)力r和切向應(yīng)力t的分布情況確定。設(shè)計時，適當(dāng)安排電阻的位置，可以組成差動電橋。上一頁返 回下一頁認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目擴散型壓

27、阻式壓力傳感器 特點l優(yōu)點優(yōu)點:體積小，結(jié)構(gòu)比較簡單，動態(tài)響應(yīng)體積小，結(jié)構(gòu)比較簡單，動態(tài)響應(yīng)也好，靈敏度高，能測出十幾帕的微壓，也好，靈敏度高，能測出十幾帕的微壓，長期穩(wěn)定性好，滯后和蠕變小，頻率響長期穩(wěn)定性好，滯后和蠕變小，頻率響應(yīng)高，便于生產(chǎn)，成本低。應(yīng)高，便于生產(chǎn)，成本低。l測量準(zhǔn)確度受到非線性和溫度的影響。測量準(zhǔn)確度受到非線性和溫度的影響。智能壓阻式壓力傳感器利用微處理器對智能壓阻式壓力傳感器利用微處理器對非線性和溫度進行補償。非線性和溫度進行補償。上一頁返 回下一頁認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目（

28、3）測量橋路及溫度補償測量橋路及溫度補償l由于制造、溫度影響等原因，電橋存在失調(diào)、零位溫由于制造、溫度影響等原因，電橋存在失調(diào)、零位溫漂、靈敏度溫度系數(shù)和非線性等問題，影響傳感器的漂、靈敏度溫度系數(shù)和非線性等問題，影響傳感器的準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確性。l減少與補償誤差措施減少與補償誤差措施 1.測量電橋測量電橋 2.零點溫度補償零點溫度補償 3.靈敏度溫度補償靈敏度溫度補償上一頁返 回下一頁認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目1.測量電橋測量電橋恒流源供電的全橋差動電路 假設(shè)RT為溫度引起的電阻變化 電橋的輸出為電橋的輸出

29、電壓與電阻變化成正比，與恒流源電流成正比，但與溫度無關(guān)，因此測量不受溫度的影響。上一頁返 回下一頁認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目2.2.溫度溫度漂移漂移及其補償及其補償上一頁返 回UR1R2R4R3U0RsRpVD溫度變化而變化，將引起零漂零漂和靈敏度漂移靈敏度漂移 零 漂 擴散電阻值隨溫度變化靈敏度漂移 壓阻系數(shù)隨溫度變化零 位 溫 漂 串、并聯(lián)電阻靈敏度溫漂 串聯(lián)二極管串聯(lián)電阻Rs起調(diào)零作用并聯(lián)電阻RP起補償作用 認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視

30、，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目補償原理：R1R2USCR3R4RsRpU設(shè)右上角加設(shè)右上角加的為低的為低溫下對應(yīng)的值；設(shè)右溫下對應(yīng)的值；設(shè)右上角加上角加 的為高溫下的為高溫下對應(yīng)的值。對應(yīng)的值。42認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目若Rs Rp溫度特性已知：-串聯(lián)電阻的溫度系數(shù)（負值）；串聯(lián)電阻的溫度系數(shù)（負值）；-并聯(lián)電阻的溫度系數(shù)（負值）；并聯(lián)電阻的溫度系數(shù)（負值）；聯(lián)立上面四方程，可以得：聯(lián)立上面四方程，可以得：常溫下的值43認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作

31、高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目3.靈敏度溫度補償補償靈敏度漂移原理：補償靈敏度漂移原理：溫度升高時，靈敏度降低，這時如果提溫度升高時，靈敏度降低，這時如果提高電源電壓，使電橋輸出適當(dāng)增大，便高電源電壓，使電橋輸出適當(dāng)增大，便可達到補償目的?？蛇_到補償目的。溫度升高時，二極管壓降降低，可使電溫度升高時，二極管壓降降低，可使電橋電源電壓提高，關(guān)鍵是適當(dāng)選擇串聯(lián)橋電源電壓提高，關(guān)鍵是適當(dāng)選擇串聯(lián)二極管的個數(shù)。二極管的個數(shù)。認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目若Rs Rp阻值不隨溫度變化，則：聯(lián)立上面二方程，可以得

32、：聯(lián)立上面二方程，可以得：對比上述兩種方法！對比上述兩種方法！45認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目46壓阻式傳感器常用補償方法1)硬件線路補償硬件線路補償2)軟件補償軟件補償3)專用補償芯片補償專用補償芯片補償 MCA7707(MAX1457)是一種采用是一種采用CMOS工藝的模擬傳感信號處理器。通工藝的模擬傳感信號處理器。通常被應(yīng)用于壓阻式壓力傳感器的校正和常被應(yīng)用于壓阻式壓力傳感器的校正和溫度補償。溫度補償。認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展

33、開了“精準(zhǔn)扶貧”項目3 壓阻式傳感器的應(yīng)用壓阻式傳感器的應(yīng)用l1.擴散型壓阻式壓力傳感器擴散型壓阻式壓力傳感器l2.差頻壓阻式壓力傳感器差頻壓阻式壓力傳感器l3.壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目1.擴散型壓阻式壓力傳感器擴散型壓阻式壓力傳感器1-低壓腔 2-高壓腔 3-硅杯 4-引線 5-硅膜片在膜片位移量遠小于膜片的厚度時，受均勻壓力的圓形硅膜片上各點的徑向應(yīng)力 和切向應(yīng)力 ,可分別用下式計算:認識到了貧困戶貧困的根本原因，才能開始對癥下藥，然后藥到病除。近年來國家對扶貧工作高度重視，已經(jīng)展開了“精準(zhǔn)扶貧”項目優(yōu)點：l擴散型壓阻式壓力傳感器的主要優(yōu)點就擴散型壓阻式壓力傳感器的主要優(yōu)點就是體積小、結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)相應(yīng)好，靈是體積小、結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)相應(yīng)好，靈敏度高，滯后、蠕