关于压阻式传感器的工作原理以及温度误差的补偿方法解析

随着社会的快速发展，我们的压阻式传感器也在快速发展，那么你知道压阻式传感器的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。

压阻式传感器原理

压阻式传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。单晶硅材料受力后，电阻率发生变化，通过测量电路可以得到与力变化成正比的电信号输出。压阻式传感器用于压力、张力、压差和其他可以转化为力的变化的物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量和真空)的测量和控制。

压阻式传感器是基于半导体材料的压阻效应，在半导体材料基板上通过扩散电阻制成的器件。基板可直接用作测量传感器元件，扩散电阻在基板中以桥的形式连接。当基板受外力变形时，电阻值会发生变化，电桥会产生相应的不平衡输出。用作压阻传感器的基板(或隔膜)材料主要是硅片和锗片。以硅片为敏感材料制成的硅压阻传感器越来越受到人们的关注，尤其是在压力测量方面。固态压阻式传感器以速度和速度的应用最为普遍。

压阻式传感器的应用

压阻式传感器广泛应用于航天、航空、航海、石油化工、动力机械、生物医学工程、气象、地质、地震测量等领域。压力是航天航空工业中的关键参数，对静、动压力、分压和整个压力场的测量要求高精度。压阻式传感器是用于此目的的理想传感器。例如，用于测量直升机机翼气流压力分布，测试发动机进气的动态畸变、叶栅脉动压力、机翼抖动等。在飞机喷气发动机中心压力的测量中，采用了专门设计的硅压力传感器，其工作温度在500℃以上。波音客机的空气数据测量系统采用了匹配精度高达0.05%的硅压力传感器。在缩小风洞模型试验中，压阻传感器可密集安装在风洞入口处和发动机进气管模型中。

单个传感器直径仅为2.36 mm，固有频率高达300kHz，非线性和迟滞均为满量程的±0.22%。在生物医学中，压阻式传感器也是理想的检测工具。已制造出具有薄至10微米、外径仅为0.5毫米的扩散硅膜的注射针式压阻式压力传感器，并能够测量心血管、颅内、尿道、子宫和眼球中的压力。图3是一种用于测量脑压的传感器的结构图。压阻式传感器还有效地用于爆炸压力和冲击波的测量、真空测量、汽车发动机性能的监测和控制，以及测量枪管压力和发射冲击波等武器的测量。此外，压阻式传感器广泛应用于油井压力测量、随钻测向和地下密封电缆故障点定位检测，以及流量和液位测量。随着微电子技术和计算机的进一步发展，压阻式传感器的应用也将得到迅速发展。

压阻式传感器为什么会产生温度误差?如何补偿?

压阻式传感器有两种类型：一种是利用半导体材料的电阻制成粘性应变片，形成半导体应变传感器;另一种是利用集成电路技术在半导体材料基板上制作扩散电阻，构成敏感元件，称为扩散型压阻传感器。

压阻式传感器受温度影响很大，会产生零漂和灵敏度漂移，从而导致温度误差。在压阻式传感器中，扩散电阻的温度系数较大，阻值随温度变化，造成传感器的零漂。

传感器灵敏度的温度漂移是由压阻系数随温度变化引起的。当温度升高时，压阻系数变小，传感器的灵敏度降低。反之，灵敏度增加。零温漂一般可以通过串并联电阻的方法来补偿。通过在电桥的电源电路中串联二极管来补偿灵敏度温漂。此外，压阻式传感器还可以将四个扩散电阻连接成一个全桥。为减少温度的影响，可采用恒流源供电。

可以看出，电桥的输出与电阻变化成正比，即与测量值成正比，也与电源电流成正比。输出电压与恒流源电流的大小和精度有关，而与温度无关，所以恒流源有很多很好的温度补偿。

以上就是压阻式传感器的有关知识的详细解析，需要大家不断在实际中积累经验，这样才能设计出更好的产品，为我们的社会更好地发展。