一种新颖的电子式PS压力传感器

voyage620

一种新颖的电子式PS压力传感器 [复制链接]

一看到传感器字样，想是以后用的到，先收藏，呵呵 概述 ---PS压力传感器是一种利用半导体膜片结构制成的电子式压力传感器,它可将空气压力这一物理量变换成电信号, 并能够高精度、线性地检测出压力的变化。它是松下电工公司近年推出的新产品。 工作原理 ---图1为PS压力传感器的截面结构图,图2为其传感器部分的结构。如图所示,在压力传感器半导体硅片上有一层扩散电阻体,如果对这一电阻体施加压力,由于压电电阻效应,其电阻值将发生变化。受到应变的部分,即膜片由于容易感压而变薄,为了减缓来自传感器底座应力的影响,将压力传感器片安装在玻璃基座上。 ---如图2（b）所示,当向空腔部分加上一定的压力时,膜片受到一定程度的拉伸或收缩而产生形变。压电电阻的排列方法如图3所示,受到拉伸的电阻R2和R4的阻值增加;受到压缩的电阻R1和R3阻值减小。 ---由于各压电电阻如图4那样组成桥路结构,如果将它们连接到恒流源上,则由于压力的增减,将在输出端获得输出电压ΔV,ΔV的大小由下式决定： ---在（1）式中,当压力为零时的ΔV等于偏置电压Voffset,在理想状态下我们希望Voffset=0V,实际上在生成扩散电阻体时,由于所形成的扩散电阻体尺寸大小的不同和存在杂质浓度的微小差异,因此总是有某个电压值存在。压力为零时,R1=R2=R3=R4=R,我们把加上一定压力时R1、R2电阻的变化部分记作ΔR;相应R3、R4电阻的变化部分记作-ΔR,于是（1）式就简化为下式： ---ΔV=ΔRI (2) ---这个ΔV相对压力呈现几乎完全线性的特性,只是随着温度的变化而有所改变。 外围电路的设计 ---图5是PS压力传感器的外围电路设计实例,图中用恒流源来驱动压力传感器。 应用实例 ---图6是PS压力传感器在全自动洗衣机中的应用实例。如图所示,利用气室,将在不同水位情况下水压的变化,作为空气压力的变化检测出来,从而可以在设定的水位上自动停止向洗衣机注水。