光電開關(guān)的光阻式傳感器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。 光阻效應(yīng)是指:當(dāng)力作用于硅晶體時,晶體的晶格產(chǎn)生變形至使載流子從一個能谷向另一個能谷散射,使載流子的遷移率發(fā)生變化,影響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不同,因此硅的壓阻效應(yīng)與晶體的取向有關(guān)。 單晶硅材料在受到力的作用后,電阻率會發(fā)生變化,通過測量電路就可測得正比于力變化的電信號輸出。據(jù)此分析,施加力的大小。擴(kuò)散硅壓力傳感器的結(jié)構(gòu)。 擴(kuò)散硅光力傳感器采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片上,制成硅光阻芯片,將此芯片固定外殼之內(nèi),然后引出電極引線,這樣就可以通過硅膜片感受被測外力了。硅膜片的一側(cè)是與被測壓力連通的高壓腔,另一側(cè)是與大氣連通的低壓腔。在硅膜片定域有四條接成全橋的電阻條,其中兩條位于光應(yīng)力區(qū),加兩條處于拉應(yīng)力區(qū),相對于膜片中心對稱。 電阻式傳感器原理是將輸入的機械量應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻值變化。電阻變換器的輸入 量為材料的長度相對變化量,它是一個無旦綱的相對值,電阻變換器的輸出量為電阻值的相對變化量。 若需測量其他物理量,則需要將應(yīng)變片帖 在相應(yīng)的彈性元件上,將這些物理量的變化轉(zhuǎn)換為彈懷元件的應(yīng)變,最后經(jīng)應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻輸出量。光阻傳感器的組成框圖。 |