这种传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅压阻芯片,并将此芯片的周边固定封装于外壳之内,引出电极引线(概述图)。压阻式压力传感器又称为固态压力传感器,它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力,而是直接通过硅膜片感受被测压力的。
压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。 用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用为普遍。
性能稳定、可靠性高:由于工作弹性形变低至微应变数量级,弹性薄膜位移在亚微米数量级,因而无磨损、无疲劳、无老化。寿命长达107压力循环次以上。温度系数小: 由于微电子技术的进步,四个应变电阻的一致性可做的很高,加之激光修调技术、计算机自动补偿技术的进步,硅压阻传感器的零位与灵敏度温度系数已可达10-5/℃数量级,即在压力传感器领域已超过温度系数小的应变式传感器的水平。
实际上,交叉灵敏度反映了在不同应变时,温度灵敏度不是一个常数,而是随着应变的变化而变化,交叉灵敏度的大小描述了温度灵敏度偏离常数的程度。实验中通过在不同应变下测量温度灵敏度,作出ST-ε曲线,该曲线的斜率便反映了交叉灵敏度的大小。