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）的關鍵功能元件。壓力能以各種方法測量，但關鍵的基本壓力傳感器原理歸結為兩類：

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。因此電橋產生差動輸出信號，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成，壓阻電橋由于晶格摻雜效應以及機械變形，能提供較大輸出信號。

金屬電阻可采用多種技術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）

測量兩片導電板的電容值，在壓力作用下，導電板被迫擠合，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技術由陶瓷構成，或將金屬嵌入半導體層中。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都存在因摻雜物質遷移和費米能級效應而引起漂移傾向。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不同而引起不希望有的熱穩定性問題。在工作溫區內的溫度非線性是一個大問題，工作溫區的**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定現象。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”級的電阻膜。再經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件，無需密封腔和充油腔，因此具有適用惡劣環境和長期穩定性工作的特點。