压阻式压力传感器的原理

    压阻式传感器是压力式传感器的一种。压阻式压力传感器又称扩散硅压力传感器。
    其核心部分是一块沿某晶向(如〈1 0〉)切割的N型的圆形硅膜片。在膜片上利用集成电路工艺方法扩散上四个阻值相等的P型电阻。用导线将其构成平衡电桥。膜片的四周用圆硅环(硅杯)固定，其下部是与被测系统相连的高压腔，上部一般可与大气相通。在被测压力P作用下，膜片产生应力和应变。当径向应力为零值。四个电阻沿〈1 1 0〉晶向并分别在x=0.635r处的内外排列，在0.635r之内侧的电阻承受的为正值，即拉应力，外侧的电阻承受的是负值，即压应力。由于〈1 1 0〉晶向的横向为〈0 0 1〉，因此，，代入式(2-29)内外电阻的相对变化为式中 、内、外电阻上所承受径向应力的平均值。设计时，要正确地选择电阻的径向位置，使,因而使。使四个电阻接入差动电桥，初始状态平衡，受力P后，差动电桥输出与P相对应。为了保证较好的测量线性度，要控制膜片边缘处径向应变。而膜片厚度为h≥式中 ——膜片边缘允许的径向应变。　压阻式压力传感器由于弹性元件与变换元件一体化，尺寸小，其固有频率很高，可以测频率范围很宽的脉动压力。固有频率可按下式计算式中 ——硅片的密度(kg/m2)　压阻式压力传感器广泛用于流体压力、差压、液位等的测量。特别是它的体积小，小的传感器可为0.8mm，在生物医学上可以测量血管内压、颅内压等参数。