實(shí)驗(yàn)二 擴(kuò)散硅壓阻式傳感器模塊 d1

1、實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K2.12.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)2.1.1：了解擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器測(cè)量壓力的原理和方法。工作原理：是指利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。單晶硅材料在受到力的作用后，電阻率發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電路就可得到正比于力變化的電信號(hào)輸出。壓阻式傳感器用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹浚ㄈ缫何?、加速度、重量、?yīng)變、流量、真空度）的測(cè)量

2、和控制。轉(zhuǎn)換原理：轉(zhuǎn)換原理：在具有壓阻效應(yīng)的半導(dǎo)體材料上用擴(kuò)散或離子注入法，，形成4個(gè)阻值相等的電阻條。并將它們連接成惠斯通電橋，電橋電源端和輸出端引出，用制造集成電路的方法封裝起來(lái)，制成擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器。平時(shí)敏感芯片沒有外加壓力作用，內(nèi)部電橋處于平衡狀態(tài)，當(dāng)傳感器受壓后芯片電阻發(fā)生變化，電橋?qū)⑹テ胶?，給電橋加一個(gè)恒定電壓源，電橋?qū)⑤敵雠c壓力對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，這樣傳感器的電阻變化通過(guò)電橋轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)輸出。壓阻效應(yīng):當(dāng)力作用于硅晶

3、體時(shí)，晶體的晶格產(chǎn)生變形使載流子從一個(gè)能谷向另一個(gè)能谷散射引起載流子的遷移率發(fā)生變化，擾動(dòng)了載流子縱向和橫向的平均量，從而使硅的電阻率發(fā)生變化。這種變化隨晶體的取向不同而異，因此硅的壓阻效應(yīng)與晶體的取向有關(guān)。硅的壓阻效應(yīng)不同于金屬應(yīng)變計(jì)（見電阻應(yīng)變計(jì)），前者電阻隨壓力的變化主要取決于電阻率的變化，后者電阻的變化則主要取決于幾何尺寸的變化（應(yīng)變），而且前者的靈敏度比后者大50～100倍。實(shí)驗(yàn)2.1.2：了解利用壓阻式壓力傳感器進(jìn)行差壓測(cè)量

4、的方法。2.22.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備和元件：實(shí)驗(yàn)設(shè)備和元件：2.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備：實(shí)驗(yàn)臺(tái)所屬各分離單元和導(dǎo)線若干。2.2.2其他設(shè)備：2號(hào)擴(kuò)散壓阻式壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K，14號(hào)交直流，全橋，測(cè)量，差動(dòng)放大實(shí)驗(yàn)?zāi)K，數(shù)顯單元20V，直流穩(wěn)壓源5V，_12V電源。2.32.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：2.3.12.3.1擴(kuò)散壓阻式壓力傳感器擴(kuò)散壓阻式壓力傳感器一般介紹：一般介紹：?jiǎn)尉Ч璨牧显谑艿酵饬ψ饔卯a(chǎn)生極微小應(yīng)變時(shí)（一般步于400微應(yīng)變），其內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)

5、的電子能級(jí)狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其電阻率劇烈變化（G因子突變）。用此材料制成的電阻也就出現(xiàn)極大變化，這種物理效應(yīng)稱為壓阻效應(yīng)壓阻效應(yīng)。利用壓阻效應(yīng)原理，采用集成工藝技術(shù)經(jīng)過(guò)摻雜、擴(kuò)散，沿單晶硅片上的特點(diǎn)晶向，制成應(yīng)變電阻，構(gòu)成惠斯凳電橋，利用硅材料的彈性力學(xué)特性，在同一切硅材料上進(jìn)行各向異性微加工，就制成了一個(gè)集力敏與力電轉(zhuǎn)溫度影響0.02%℃負(fù)載電阻≤750Ω過(guò)載能力量程的1~2倍機(jī)械保護(hù)IP65濕度≤95%RH輸出二線制4~20m

6、ADC關(guān)聯(lián)設(shè)備EXZ231B型安全柵重量1Kg零點(diǎn)溫度系數(shù)小于0.02%℃滿程溫度系數(shù)小于0.02%℃電源電壓24VDC防爆等級(jí)iaⅡCT5安裝位置無(wú)影響使用方法：傳感器、變送器的選擇選項(xiàng)型提要：1、變送器要測(cè)量什么樣的壓力：用戶根據(jù)自己所測(cè)壓力的性質(zhì)即先確定系統(tǒng)中要確認(rèn)測(cè)量壓力的最大值，一般而言，需要選擇一個(gè)具有比最大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器。這主要是在許多系統(tǒng)中，尤其是水壓測(cè)量和加工處理中，有峰值和持續(xù)不規(guī)則的上下波動(dòng)

7、，這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器，持續(xù)的高壓力值或稍微超出變送器的標(biāo)定最大值會(huì)縮短傳感器的壽命，然而，由于這樣做會(huì)精度下降。于是，可以用一個(gè)緩沖器來(lái)降低壓力毛刺，但這樣會(huì)降低傳感器的響應(yīng)速度。所以在選擇變送器時(shí)，要充分考慮壓力范圍，精度與其穩(wěn)定性。2、什么樣的壓力介質(zhì)：我們要考慮的是壓力變送器所測(cè)量的介質(zhì)黏性液體、泥漿會(huì)堵上壓力接口，溶劑或有腐蝕性的物質(zhì)會(huì)不會(huì)破壞變送呂中與這些介質(zhì)直接接觸的材料。以上這些因素將決定是否選擇直接的隔離膜及

8、直接與介質(zhì)接觸的材料。一般的壓力變送器的接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)采用的是316不銹鋼如果你的介質(zhì)對(duì)316不銹鋼沒有腐蝕性那么基本上所有的壓力變送器都適合你對(duì)介質(zhì)壓力的測(cè)量.如果你的介質(zhì)對(duì)316不銹鋼有腐蝕性，那么我們就要采用化學(xué)密封這樣不但起到可以測(cè)量介質(zhì)的壓力也可以有效的阻止介質(zhì)與壓力變送器的接液部分的接觸從而起到保護(hù)壓力變送器延長(zhǎng)了壓力變送器的壽命.3、變送器需要多大的精度：決定精度的有，非線性，遲滯性，機(jī)電商務(wù)網(wǎng)非重復(fù)性，溫度、零點(diǎn)偏置