操作原理

壓阻式傳感器是根據半導體材料的壓阻效應，在半導體材料襯底上制作擴散電阻的器件。它的襯底可以直接用作測量傳感器，擴散電阻以橋的形式連接在襯底中。當基板受到外力變形時，電阻值會發生變化，電橋會產生相應的不平衡輸出。

用作壓阻式傳感器的襯底(或膜片)材料主要是硅片和鍺片，硅片比較敏感。

硅壓阻材料傳感器越來越受到人們的重視，尤其是用于測量壓力和速度的固態壓阻傳感器得到了廣泛的應用。結構如圖所示。

其核心部分是沿某一晶向的一片(如< 1

0 >)切割N型圓形硅膜片(見圖2-35 (b))。四個阻值相等的P型電阻通過集成電路技術擴散在膜片上。用電線組成一個平衡橋。膜片的外圍用圓形硅環(硅杯)固定，膜片的下部是與被測系統相連的高壓腔，上部一般能與大氣相通。在被測壓力p的作用下，膜片產生應力和應變。膜片上各點的應力分布由公式(2-20)和公式(2-21)給出。那時，徑向應力為零。四個阻力邊緣< 1

一個

0 >晶向，分別排列在x=0.635r的內側和外側。在0.635r以內，內電阻承受正值，即拉應力(見圖2-25 (b))，外電阻承受負值，即壓應力。由于< 1

一個

0 >晶向的橫向< 0。

零

1 >，因此，將內外電阻的相對變化代入公式(2-29)。

——內外電阻器徑向應力的平均值。在設計時，要正確選擇電阻的徑向位置，使之，從而使之。四個電阻連接到差分橋，初始狀態是平衡的。P受壓后，差分電橋的輸出對應于P..為了確保更好的測量線性，應該控制膜片邊緣的徑向應變。隔膜厚度為h≥

——;隔板邊緣的容許徑向應變。

壓阻式壓力傳感器由于集成了彈性元件和轉換元件，體積小，固有頻率高，可以在很寬的頻率范圍內測量脈動壓力。自然頻率可通過以下公式計算

——硅片的密度(千克/平方米)

壓阻式壓力傳感器廣泛用于測量流體壓力、壓差和液位。特別是它的體積很小，小傳感器可以做到0.8mm，可以測量生物醫學中的血管內壓力、顱內壓等參數。