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挖掘機壓力傳感器作用詳解
挖掘機壓力傳感器介紹
力敏傳感器是使用最廣泛的一種傳感器，它是檢測氣體、液體、固體等所有物質(zhì)間作用力能量的總稱(chēng)，也包括測量高于大氣壓的壓力計以及測量低于大氣壓的真空計。力敏傳感器的種類(lèi)甚多、傳統的測量方法是利用彈性元件的形變和位移來(lái)表示，但它的體積大、笨重、輸出非線(xiàn)性。隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展，利用半導體材料的壓阻效應和良好的彈性，研制出半導體力敏傳感器，主要有硅壓阻式和電容式兩種，它們具有體積小、重量輕、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，因此半導體力敏傳感器得到廣泛應用。當對一塊半導體在某一晶向上施加應力時(shí)，其電阻率會(huì )產(chǎn)生一定的變化。這種導體電阻率變化和應力之間的相互關(guān)系稱(chēng)為半導體壓阻效應，利用此效應制成的力學(xué)量傳感器稱(chēng)為壓阻式力敏傳感器，它有兩種類(lèi)型，一類(lèi)是將半導體應變計粘貼在彈性元件上制成的傳感器，稱(chēng)為粘貼型壓阻式傳感器，另一類(lèi)是在半導體材料的基片上用集成電路工藝制成的擴散電阻，使應變計與硅襯底形成同一整體的傳感器，稱(chēng)為擴散型壓阻式傳感器。
粘貼型壓阻式力敏傳感器由四只半導體應變片接成全橋形式，用粘合劑貼在彈性元件上構成，它具有很高的應變靈敏系數，一般為20～200，因此輸出高，輸出靈敏度一般為15～0mV/V，但易發(fā)生零點(diǎn)漂移與蠕變，同時(shí)還存在半導體應變片和彈性元件熱膨脹所帶來(lái)的溫度漂移等影響。擴散型壓阻式力敏傳感器大都采用單晶硅和半導體平面工藝制成的。一般以N 型硅為襯底，采用氧化、擴散等工藝將硼原子沿給定的晶向擴散到n 型硅襯底材料中，形成P 型擴散層。
結果硼擴散區便形成應變電阻，并用襯底形成一個(gè)整體，當它受到壓力作用時(shí)，應變電阻發(fā)生變化，從而使輸出發(fā)生變化。
壓阻式力敏傳感器有靈敏度高、精度高、體積小、重量輕、工作頻率高、結構簡(jiǎn)單、工作可靠、壽命長(cháng)等特點(diǎn)。
電容式力敏傳感器近來(lái)得到了迅速發(fā)展，這種傳感器的核心部分是對壓力敏感的電容器。力敏電容器的電容量是由電極面積和兩個(gè)電極間的距離決定。
當硅膜片兩邊存在壓力差時(shí)，硅膜片產(chǎn)生形變，電容器極板間的間距發(fā)生變化，從而引起電容量的變化。這樣，電容變化量與壓差有關(guān)，因此，就可作為力敏傳感器。它與壓阻式力敏傳感器相比，具有靈敏度高、溫度穩定性好、壓力量程大等特點(diǎn)。
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