扩散硅实验报告doc
摘要本文研究了单晶硅片不同的基体电阻率,对扩散后方块电阻、表面
摘要：本文研究了单晶硅片不同的基体电阻率，对扩散后方块电阻、表面浓度和结深的影响，采用四探针测试法测定了发射极的方块电阻，结果显示基体电阻率越高，扩散后的方阻越高，采用电化学电压电容（ECV）测量方法测量了发射极表面浓度与结深的变化， ECV测量的结果表明了电阻率高的硅片扩散后表面浓度低、结深越小，是扩散后方阻高的原因，这些结果对太阳能电池生产的扩散工艺有一定的指导意义。
引言：目前，在国际环境和能源问题日趋严重的大背景下，新型无污染的新能源得到的快速的发展，而太阳能电池能够将太阳能直接转化成电能得到了大力的发展，到目前为止，晶体硅太阳能电池仍占据着整个太阳能电池的主要市场[1-3]。
然而到目前为止使用太阳能电池的成本依然较高，虽然成本每年都在降低。
降低太阳能电池发电的生产成本和提高其转换效率一直是研究的热点[4]。
扩散形成p-n结实太阳能生产中的重要的环节，p-n结是整个太阳能电池的心脏部分，通过改变扩散生产工艺，来提高太阳能电池性能的研究有很多。
李等通过改变扩散的时间和温度来改变多晶硅扩散的电阻在发现，当方阻小于70Ω/sq的时候，电池效率随着方阻的增加而增加，当大于70Ω/sq的时候随着方阻的增加而减小[ 5 ]。
Betezen等从实验中得出，降低温度和延长扩散时间有利于硅片的吸杂作用[6]。
豆等通过改变多晶硅中气体流量的大小与RIE制绒工艺进行匹配，在方阻为80Ω/sq的情况下得到了转换效率为17 . 5%的太阳能电池，比相应的酸制绒效率提高了0.5%[7]。
在一些重参杂的研究中发现，重参杂会增加发射极载流子的复合速率[8-9]。
上述的研究表明了扩散方阻对电池最终的转换效率有重要的影响，这些结果对生产中扩散工艺都具有重要的知道意义。
然而，上述的研究，都是通过改变扩散的时间或者源流量的大小来改变扩散后方阻的大小。
到目前为止，对不同电阻率硅片扩散后方阻的研究还比较少。
扩散层质量是个关键问题。
质量的要求，主要体现在扩散的深度（结深），扩散层的表面杂质浓度等方面。
扩散现象的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解扩散现象的基本原理；2. 观察不同物质在不同条件下的扩散速度；3. 分析影响扩散速度的因素。
二、实验原理扩散是指不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。
扩散速度受多种因素影响，如温度、浓度梯度、分子大小等。
本实验通过观察不同物质在不同条件下的扩散速度，分析影响扩散速度的因素。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：墨水、水、不同温度的水杯、滤纸、铅笔、尺子等；2. 实验仪器：显微镜、计时器、温度计等。
四、实验方法与步骤1. 准备实验材料：取两杯等量的水，分别加入相同量的墨水；2. 设置实验条件：将其中一杯水置于室温，另一杯水置于冰水中；3. 观察墨水在两杯水中的扩散速度，记录扩散时间；4. 重复实验，记录数据；5. 分析实验结果，得出结论。
五、实验结果与分析1. 室温条件下，墨水在水中扩散速度较快，扩散时间较短；2. 冰水中，墨水扩散速度较慢，扩散时间较长；3. 温度越高，扩散速度越快；4. 通过对比实验，得出结论：温度是影响扩散速度的主要因素。
六、实验结论1. 扩散现象是物质在相互接触时，彼此进入对方的现象；2. 温度是影响扩散速度的主要因素，温度越高，扩散速度越快；3. 在实际生活中，扩散现象广泛应用于各种领域，如物质的分离、提纯、混合等。
七、实验讨论1. 除了温度，还有哪些因素会影响扩散速度？2. 如何利用扩散现象进行物质的分离和提纯？3. 扩散现象在日常生活和工业生产中有哪些应用？八、实验总结本实验通过观察不同物质在不同条件下的扩散速度，分析了影响扩散速度的因素。
实验结果表明，温度是影响扩散速度的主要因素。
通过本实验，我们加深了对扩散现象的理解，并了解了扩散现象在实际生活中的应用。
在今后的学习和工作中，我们将继续关注扩散现象的研究，探索其在更多领域的应用。
第2篇一、实验目的1. 了解扩散现象的基本原理。
2. 掌握扩散实验的操作方法。
3. 通过实验观察和分析，加深对扩散现象的理解。
关于扩散实验报告
一、实验目的1. 理解扩散现象的原理和影响因素。
2. 掌握扩散实验的操作方法。
3. 分析实验结果，加深对扩散现象的理解。
二、实验原理扩散是物质从高浓度区域向低浓度区域移动的现象。
扩散现象是分子运动的结果，其速度与温度、浓度梯度、物质性质等因素有关。
本实验通过观察不同条件下物质的扩散速度，探究扩散现象的影响因素。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：墨水、清水、热水、酒精、碘酒、糖水、盐溶液等。
2. 实验仪器：烧杯、玻璃棒、滴管、温度计、计时器等。
四、实验步骤1. 准备实验材料，将墨水、清水、热水、酒精、碘酒、糖水、盐溶液分别倒入烧杯中。
2. 将烧杯放置在实验台上，用温度计测量各烧杯中液体的温度。
3. 用滴管将墨水滴入清水中，观察墨水在清水中的扩散速度。
4. 用滴管将墨水滴入热水中，观察墨水在热水中的扩散速度。
5. 用滴管将酒精滴入碘酒中，观察酒精在碘酒中的扩散速度。
6. 用滴管将糖水滴入盐溶液中，观察糖水在盐溶液中的扩散速度。
7. 记录各实验现象，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 墨水在清水中的扩散速度较慢，说明温度较低时，分子的运动速度较慢。
2. 墨水在热水中的扩散速度较快，说明温度较高时，分子的运动速度较快。
3. 酒精在碘酒中的扩散速度较慢，说明物质性质对扩散速度有影响。
4. 糖水在盐溶液中的扩散速度较慢，说明浓度梯度对扩散速度有影响。
六、实验结论1. 扩散现象是分子运动的结果，其速度与温度、浓度梯度、物质性质等因素有关。
2. 温度越高，分子的运动速度越快，扩散速度越快。
3. 浓度梯度越大，扩散速度越快。
4. 物质性质对扩散速度有影响。
七、实验讨论1. 在实验过程中，我们观察到墨水在清水中的扩散速度较慢，而在热水中的扩散速度较快。
这说明温度对扩散速度有显著影响。
温度越高，分子的运动速度越快，扩散速度越快。
2. 在实验过程中，我们还观察到酒精在碘酒中的扩散速度较慢，糖水在盐溶液中的扩散速度较慢。
实验七 扩散硅压阻式压力传感器压力实验
自动化与电气工程类基础实验实验报告实验名称：压力传感器、电容式传感器实验指导老师：雷璐宁班级：智能电网0861202班成员：彭伟平2012212822、吴志辉2012212807实验七 扩散硅压阻式压力传感器压力实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。
二、实验仪器压力传感器、气室、气压表、差动放大器、电压放大器、电压温度频率表 三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，可以制备各种压力传感器。
摩托罗拉公司设计出X 形硅压力传感器，如图7-1所示，在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。
将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
扩散硅压力传感器的工作原理如图7-1，在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i ，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时（本实验采用改变气室内的压强的方法改变剪切力的大小），在垂直于电流方向将会产生电场变化i E ⋅∆=ρ，该电场的变化引起电位变化，则在与电流方向垂直的两侧得到输出电压Uo 。
i d E d U O ⋅∆⋅=⋅=ρ （7-1） 式中d 为元件两端距离。
实验接线图如图7-2所示，MPX10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V 电源、4脚为Uo-；当P1>P2时，输出为正；P1<P2时，输出为负（P1与P2为传感器的两个气压输入端所产生的压强）。
图7-1 扩散硅压力传感器原理图图7-2 扩散硅压力传感器接线图四、实验内容与步骤1． 按图7-2接好“差动放大器”与“电压放大器”，“电压放大器”输出端接电压温度频率表（选择U ，20V 档），打开直流电源开关。
（将“2~20V 直流稳压电源”输出调为5V）2．调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到中间位置并保持不动，用导线将“差动放大器”的输入端短接，然后调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。
对扩散后方块电阻、表面浓度和结深的影响,采用四探针测
对扩散后方块电阻、表面浓度和结深的影响,采用四探针测摘要：本文研究了单晶硅片不同的基体电阻率，对扩散后方块电阻、表面浓度和结深的影响，采用四探针测试法测定了发射极的方块电阻，结果显示基体电阻率越高，扩散后的方阻越高，采用电化学电压电容（ECV）测量方法测量了发射极表面浓度与结深的变化， ECV测量的结果表明了电阻率高的硅片扩散后表面浓度低、结深越小，是扩散后方阻高的原因，这些结果对太阳能电池生产的扩散工艺有一定的指导意义。
引言：目前，在国际环境和能源问题日趋严重的大背景下，新型无污染的新能源得到的快速的发展，而太阳能电池能够将太阳能直接转化成电能得到了大力的发展，到目前为止，晶体硅太阳能电池仍占据着整个太阳能电池的主要市场[1-3]。
然而到目前为止使用太阳能电池的成本依然较高，虽然成本每年都在降低。
降低太阳能电池发电的生产成本和提高其转换效率一直是研究的热点[4]。
扩散形成p-n结实太阳能生产中的重要的环节，p-n结是整个太阳能电池的心脏部分，通过改变扩散生产工艺，来提高太阳能电池性能的研究有很多。
李等通过改变扩散的时间和温度来改变多晶硅扩散的电阻在发现，当方阻小于70Ω/sq的时候，电池效率随着方阻的增加而增加，当大于70Ω/sq的时候随着方阻的增加而减小[ 5 ]。
Betezen等从实验中得出，降低温度和延长扩散时间有利于硅片的吸杂作用[6]。
豆等通过改变多晶硅中气体流量的大小与RIE制绒工艺进行匹配，在方阻为80Ω/sq的情况下得到了转换效率为17 . 5%的太阳能电池，比相应的酸制绒效率提高了0.5%[7]。
在一些重参杂的研究中发现，重参杂会增加发射极载流子的复合速率[8-9]。
上述的研究表明了扩散方阻对电池最终的转换效率有重要的影响，这些结果对生产中扩散工艺都具有重要的知道意义。
然而，上述的研究，都是通过改变扩散的时间或者源流量的大小来改变扩散后方阻的大小。
到目前为止，对不同电阻率硅片扩散后方阻的研究还比较少。
实验三扩散硅压阻式压力传感器实验
北京XXX大学实验报告课程（项目）名称：实验三扩散硅压阻式压力传感器实验学院：专业：班级：学号：姓名：成绩：2013年12月10日一、任务与目的了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。
二、实验仪器（条件）所需单元及部件：主、副电源、直流稳压电源、差动放大器、F/V显示表、压阻式传感器(差压)旋钮初始位置：直流稳压电源±4V档，F/V表切换开关置于2V档，差放增益适中或最大，主、副电源关闭。
三、原理（条件）扩散硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的器件，也就是在单晶硅的基片上用扩散工艺(或离子注入及溅射工艺)制成一定形状的应变元件，当它受到压力作用时，应变元件的电阻发生变化，从而使输出电压变化。
四、内容与步骤（1）了解所需单元、部件、传感器的符号及在仪器上的位置。
（见附录三）(2) 如图３０A将传感器及电路连A(3) 如图３０B图３０B(5) 将加压皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝拧松。
（6）开启主、副电源，调整差放零位旋钮，使电压表指示尽可能为零，记下此时电压表读数(7) 拧紧皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝，轻按加压皮囊，电压表有压力指示时，记下此时的读数，并将数据填入表格中记录。
注：根据所得的结果计算系统灵敏度S= ΔV／ΔP，并作出V-P关系曲线，找出线性区域。
五、数据处理（现象分析）（1）拧紧皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝，轻按加压皮囊，电压表的读数随压力的变化如下表：（2）根据所得的结果计算系统灵敏度S= ΔV／ΔP，并作出V-P关系曲线，找出线性区域。
六、结论通过实验进一步了解了扩散硅压阻式压力传感器的工作原理，并且观察了实过程中的工作状况，通过对实验数据的整理计算，得出实验仪器的灵敏度为S=92.35 V/Kpa。
扩散硅压阻式压力传感器实验报告
扩散硅压阻式压力传感器实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过对扩散硅压阻式压力传感器的研究，掌握其工作原理、特点和应用范围，并通过实验验证其性能指标。
二、实验原理1. 扩散硅压阻式压力传感器的工作原理扩散硅压阻式压力传感器是利用硅材料在外加电场下产生变形的特性来测量被测物体所受压力大小的一种传感器。
当被测物体施加一定大小的压力时，它们会在传感器表面产生微小变形，这种变形会影响到硅片上薄膜电阻值的大小，从而使得输出电信号发生变化。
2. 扩散硅压阻式压力传感器的特点（1）精度高：由于扩散硅压阻式压力传感器采用了先进制造技术和精密校准方法，因此其精度非常高。
（2）灵敏度高：由于硅材料具有较好的弹性和刚度，因此扩散硅压阻式压力传感器对被测物体所受小范围内的压力变化非常敏感。
（3）稳定性好：扩散硅压阻式压力传感器采用了先进的温度补偿技术，因此其在不同温度下的测量结果非常稳定。
3. 扩散硅压阻式压力传感器的应用范围扩散硅压阻式压力传感器广泛应用于汽车、航空航天、机械制造、医疗仪器等领域。
例如，在汽车制造中，扩散硅压阻式压力传感器可以用于测量发动机油路和燃油路的油压；在医疗仪器中，扩散硅压阻式压力传感器可以用于测量人体血液和气体等生物参数。
三、实验步骤1. 准备工作（1）检查实验设备是否完好无损，并按照实验要求进行连接；（2）检查被测物体是否符合实验要求，并将其放置在实验台上。
2. 连接电路将扩散硅压阻式压力传感器与电源和示波器连接起来。
其中，电源可以为恒流源或者恒压源，示波器用于观察输出电信号。
3. 施加压力将被测物体放置在扩散硅压阻式压力传感器上，并施加一定大小的压力。
此时，传感器会产生微小变形，导致输出电信号发生变化。
4. 观察实验结果通过示波器观察输出电信号的变化情况，并记录下实验结果。
根据实验结果，可以计算出被测物体所受的压力大小。
四、实验结果分析本次实验中我们使用了扩散硅压阻式压力传感器来测量被测物体所受的压力大小。
变温扩散工艺实验报告
• 数相差很大，降温过程中产生的过饱和空 位在降温过程中和低温状态下消失于晶界 处，复合体也在晶界附近解体，使磷原子 留在晶界附近区域，可以显著改善材料的 性能，此步骤和后续的变温降温再分布过 程将使结的均匀性和平整性得到改善。
第二部分
2
实 验 过 程 及 设 计
1.目前正常工艺设置情况
方块控制：60~68
从整体情况来看，变温扩散工艺较正常工艺效 率上有0.10%左右的提升。从跟踪情况看，Voc 和Isc表现较好，FF和Rs表现一般，这与ECV测 试结果一致，也验证了我们之前的分析。
Thanks!
第三部分
3
实 验 结 果 及 分 析
• 在变温扩散实验过程中，主要利用了氧气 增强磷原子扩散和氮气抑制磷原子扩散的 机理，对各扩散步及推进步进行时间和气 体流量的适当配置，使实验达到预期的效 果。 • 以下是实验片与正常片ECV测试对比及分析
实验片与正常片ECV测试对比
N(cm-3)炉口 1E+22 N(cm-3)炉中 N(cm-3)炉尾
从ECV测试情况看，经先高温、再低温扩散 后，结深可以达到0.35um左右，但表面浓度 较大，达到2.50e21/ cm3 以上。
3.低温
高温
低温扩散工艺设置情况
注：整个工艺运行时间比正常工艺增加5分钟左右。
扩散步（Step6、Step8、Step9）相关设置：
低温
高温
低温扩散ECV测试结果及分析
• 质原子从不同的形态变为可以快速移动的 间隙原子 ，杂质原子以间隙形式进行扩散 ，造成杂质的耗尽，在此升温过程中，磷 原子在晶界的平衡偏聚随温度的升高而迅 速降低，趋向于消失状态，但此高温下， 在多晶硅衬底和在重磷扩散区域内的分凝 系数差别不大；最后一步低温扩散增加了 吸杂的驱动力（杂质原子在吸杂区域的分 凝），此时金属杂质在不同区域的分凝系
对扩散后方块电阻、表面浓度和结深的影响,采用四探针测
摘要：本文研究了单晶硅片不同的基体电阻率，对扩散后方块电阻、表面浓度和结深的影响，采用四探针测试法测定了发射极的方块电阻，结果显示基体电阻率越高，扩散后的方阻越高，采用电化学电压电容（ECV）测量方法测量了发射极表面浓度与结深的变化， ECV测量的结果表明了电阻率高的硅片扩散后表面浓度低、结深越小，是扩散后方阻高的原因，这些结果对太阳能电池生产的扩散工艺有一定的指导意义。
引言：目前，在国际环境和能源问题日趋严重的大背景下，新型无污染的新能源得到的快速的发展，而太阳能电池能够将太阳能直接转化成电能得到了大力的发展，到目前为止，晶体硅太阳能电池仍占据着整个太阳能电池的主要市场[1-3]。
然而到目前为止使用太阳能电池的成本依然较高，虽然成本每年都在降低。
降低太阳能电池发电的生产成本和提高其转换效率一直是研究的热点[4]。
扩散形成p-n结实太阳能生产中的重要的环节，p-n结是整个太阳能电池的心脏部分，通过改变扩散生产工艺，来提高太阳能电池性能的研究有很多。
李等通过改变扩散的时间和温度来改变多晶硅扩散的电阻在发现，当方阻小于70Ω/sq的时候，电池效率随着方阻的增加而增加，当大于70Ω/sq的时候随着方阻的增加而减小[ 5 ]。
Betezen等从实验中得出，降低温度和延长扩散时间有利于硅片的吸杂作用[6]。
豆等通过改变多晶硅中气体流量的大小与RIE制绒工艺进行匹配，在方阻为80Ω/sq的情况下得到了转换效率为17 . 5%的太阳能电池，比相应的酸制绒效率提高了0.5%[7]。
在一些重参杂的研究中发现，重参杂会增加发射极载流子的复合速率[8-9]。
上述的研究表明了扩散方阻对电池最终的转换效率有重要的影响，这些结果对生产中扩散工艺都具有重要的知道意义。
然而，上述的研究，都是通过改变扩散的时间或者源流量的大小来改变扩散后方阻的大小。
到目前为止，对不同电阻率硅片扩散后方阻的研究还比较少。
扩散层质量是个关键问题。
质量的要求，主要体现在扩散的深度（结深），扩散层的表面杂质浓度等方面。
气敏酒精传感器实验报告 扩散硅压阻式压力传感器的压力测量.docx
气敏酒精传感器实验报告扩散硅压阻式压力传感器的压力测量传感器课程设计报告题目：扩散硅压阻式压力传感器的差压测量专业班级： BG1003姓名：桑海波时间： 2013.06.17~2013.06.21指导教师：胥飞2013年6月21日摘要本文介绍一种以AT89S52单片机为核心，包括ADC0809类型转换器的扩散硅压阻式压力传感器的差压测量系统。
简要介绍了扩散硅压阻式压力传感器电路的工作原理以及A/D变换电路的工作原理，完成了整个实验对于压力的采样和显示。
与其它类型传感器相比，扩散硅压阻式电阻应变式传感器有以下特点：测量范围广，精度高，输出特性的线性好，工作性能稳定、可靠，能在恶劣的化境条件下工作。
由于扩散硅压阻式压力传感器具有以上优点，所以它在测试技术中获得十分广泛的应用。
关键字：扩散硅压阻式压力传感器，AT89S52单片机，ADC0809，数码管目录1.引言 ............................................................................ (1)1.1 课题开发的背景和现状 ............................................................................ (1)1.2 课题开发的目的和意义 ............................................................................ (1)2.设计方案 ............................................................................ . (2)2.1设计要求 ............................................................................ . (2)2.2设计思路 ............................................................................ . (2)3.硬件设计 ............................................................................ ............. 3 3. 1电路总框图 ............................................................................ .. (3)3. 2传感器电路模块 ............................................................................ (3)3. 3 A/D变换电路模块............................................................................. .. (4)3. 4八段数码管显示 ............................................................................ (8)3. 5 AT89S52单片机 ............................................................................ (9)3. 6硬件实物 ............................................................................ . (12)4.实验数据采集及仿真 (13)4.1数据采集及显示 ............................................................................ .. (13)4.2实验数据分析 ............................................................................ (13)5.程序设计 ............................................................................ .. (16)5.1编程软件调试 ............................................................................ (16)5.2软件流程图 ............................................................................ . (17)5.3程序段 ............................................................................ (18)6.结果分析 ............................................................................ .. (19)7.参考文献 ............................................................................ .. (20)1.引言1.1 课题开发的背景和现状传感器是一种能够感受规定的被测量的信息，并按照一定规律转换成可用输出信号的的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成。
《传感器原理及应用》扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验报告
《传感器原理及应用》扩散硅压阻式压力传感器的压力测
量实验报告
1.实验功能要求
了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。
2.实验所用传感器原理
压阻压力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。
单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。
它又称为扩散硅压阻压力传感器，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。
3.实验电路
4.实验过程
1.按图10-2接好“差动放大器”与“电压放大器”，“电压放大器”输出端接数显直流电压表，选择20V档，打开直流开关电源。
2.调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到适当位置并保持不动，用导线将“差动放大器”的输入端短接，然后调节调零电位器使直流电压表20V档显示为零。
3.取下短路导线，并按图10-2连接“压力传感器”与“分压器”。
4.气室的活塞退回到刻度“17”的小孔后，使气室的压力相对大气压均为0，气压计指在“零”刻度处，将“压力传感器”的输出接到差动放大器的输入端，调节Rw1使直流电压表20V档显示为零。
5.增大输入压力到0.01MPa，每隔0.005Mpa记下“电压放大器”输出的电压值U。
直到压强达到0.095Mpa；填入表。
5.实验结果
绘制P1-Uo2曲线：
y=p1*x+p2
P1=110.3
P2=0.87657
由图读出m=0.392
故灵敏度S=△U/ΔP =P1=110.3v/kp
非线性误差δf=(0.392/11.4)X100%=3.5%。
扩散实验报告
扩散实验报告一、实验目的本次扩散实验的主要目的是研究物质在不同介质中的扩散现象，观察扩散速率与多种因素的关系，从而深入理解扩散的本质和规律。
二、实验原理扩散是由于分子的无规则热运动而产生的物质迁移现象。
在扩散过程中，物质从浓度高的区域向浓度低的区域迁移，直至浓度达到均匀分布。
扩散速率受到多种因素的影响，如温度、浓度差、介质的性质等。
根据菲克定律，扩散通量与浓度梯度成正比。
三、实验材料与设备1、实验材料不同浓度的氯化钠溶液蒸馏水有色染料（如高锰酸钾溶液）2、实验设备透明玻璃容器（如量筒、烧杯）玻璃棒秒表电子天平四、实验步骤1、准备实验装置清洗并干燥实验所用的玻璃容器，确保其干净无杂质。
2、配置溶液分别配置一定浓度梯度的氯化钠溶液，如 10%、20%、30%等。
准备适量的蒸馏水作为对比。
3、进行扩散实验将不同浓度的氯化钠溶液分别缓慢倒入量筒中，注意避免产生气泡。
然后在量筒上部小心倒入等量的蒸馏水，形成明显的界面。
同时开始计时，观察并记录界面随时间的变化情况。
4、重复实验为了减少实验误差，每个浓度的实验重复进行多次。
5、染料扩散实验在烧杯中加入一定量的蒸馏水，滴入几滴有色染料（如高锰酸钾溶液）。
观察染料在水中的扩散过程，记录颜色均匀分布所需的时间。
五、实验数据记录与分析1、氯化钠溶液扩散实验数据记录不同浓度的氯化钠溶液与蒸馏水界面下降的距离随时间的变化。
例如，对于 10%的氯化钠溶液，在 5 分钟时界面下降了 2 厘米，10 分钟时下降了 4 厘米等。
2、染料扩散实验数据记录染料在水中颜色均匀分布所需的时间，如 15 分钟。
3、数据分析以时间为横坐标，界面下降距离或颜色均匀分布的程度为纵坐标，绘制曲线。
通过分析曲线的斜率，可以比较不同浓度溶液的扩散速率。
六、实验结果1、随着氯化钠溶液浓度的增加，扩散速率加快。
浓度越高，相同时间内界面下降的距离越大。
2、温度对扩散速率也有显著影响。
在较高温度下，扩散进行得更快。
关于扩散的实验报告
一、实验目的1. 了解扩散现象及其影响因素；2. 掌握扩散实验的操作方法；3. 分析实验结果，得出扩散规律。
二、实验原理扩散是指物质从高浓度区域向低浓度区域自发地移动，直至浓度均匀分布。
扩散现象在日常生活和科学研究中都有广泛应用，如气体、液体和固体中的分子运动，以及生物体内的物质运输等。
本实验通过观察不同物质在不同条件下的扩散现象，分析扩散速度、扩散距离等因素对扩散过程的影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：红墨水、酚酞溶液、蒸馏水、食盐、氯化钠固体、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、活性炭粉末、玻璃棒、滴管、培养皿、尺子、秒表；2. 实验仪器：烧杯、温度计、显微镜、酒精灯、电炉。
四、实验步骤1. 观察液体扩散实验（1）将红墨水滴入烧杯中的蒸馏水，观察红墨水在水中扩散的过程；（2）将酚酞溶液滴入烧杯中的蒸馏水，观察酚酞溶液在水中扩散的过程；（3）分别在不同温度的水中滴入红墨水和酚酞溶液，观察温度对扩散过程的影响。
2. 观察固体扩散实验（1）将食盐滴入烧杯中的蒸馏水，观察食盐在水中扩散的过程；（2）将氯化钠固体加入烧杯中的蒸馏水，观察氯化钠固体在水中扩散的过程；（3）将硫酸铜溶液滴入烧杯中的蒸馏水，观察硫酸铜溶液在水中扩散的过程；（4）将氢氧化钠溶液滴入烧杯中的蒸馏水，观察氢氧化钠溶液在水中扩散的过程；（5）将活性炭粉末加入烧杯中的蒸馏水，观察活性炭粉末在水中扩散的过程。
3. 观察气体扩散实验（1）将硫酸铜溶液加热至沸腾，观察水蒸气在空气中扩散的过程；（2）将氢氧化钠溶液加热至沸腾，观察水蒸气在空气中扩散的过程；（3）将活性炭粉末加热至沸腾，观察水蒸气在空气中扩散的过程。
4. 分析实验结果，得出扩散规律。
五、实验结果与分析1. 液体扩散实验：红墨水和酚酞溶液在水中扩散速度较快，且温度越高，扩散速度越快。
2. 固体扩散实验：食盐和氯化钠固体在水中扩散速度较慢，硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液在水中扩散速度较快，活性炭粉末在水中几乎不扩散。
扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验
实验十一 扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验一、实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。
二、实验仪器压力传感器模块、温度传感器模块、数显单元、直流稳压源+5V 、±15V 。
三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，摩托罗拉公司设计出X 形硅压力传感器如下图所示：在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。
并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
扩散硅压力传感器的工作原理：在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i ，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时，在垂直电流方向将会产生电场变化i E ⋅∆=ρ，该电场的变化引起电位变化，则在端可得到被与电流垂直方向的两测压力引起的输出电压Uo 。
i d E d U O ⋅∆⋅=⋅=ρ （11-1） 式中d 为元件两端距离。
实验接线图如图11-2所示，MPX10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V 电源、4脚为Uo-；当P1>P2时，输出为正；P1<P2时，输出为负。
图11-1 扩散硅压力传感器原理图四、实验内容与步骤1．接入+5V 、±15V 直流稳压电源，模块输出端V o2接控制台上数显直流电压表，选择20V 档，打开实验台总电源。
4．调节Rw2到适当位置并保持不动，用导线将差动放大器的输入端Ui 短路，然后调节Rw3使直流电压表200mV 档显示为零，取下短路导线。
5．气室1、2的两个活塞退回到刻度“17”的小孔后，使两个气室的压力相对大气压均为0，气压计指在“零”刻度处，将MPX10的输出接到差动放大器的输入端Ui ，调节Rw1使直流电压表200mv 档显示为零。
6．保持负压力输入P2压力零不变，增大正压力输入P1的压力到0.01MPa ，每隔0.005Mpa 记下模块输出Uo2的电压值。
扩散硅压阻式压力传感器
贵州大学实验报告
学院：电气工程学院专业：测控技术与仪器班级：测仪111 姓名余翔学号39 实验组 1 实验时间5月12号指导教师王明慧成绩
实验项目名称扩散硅压阻式压力传感器压力的测量
实验目的
1、了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法、基本结构、性能及应用。
2、掌握扩散硅压阻式压力传感器标定方法和最小二乘法误差数据处理方法及获得方法。
实验要求
实验原理
在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，摩托罗拉公司设计出X形硅压力传感器如下图所示：在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条，并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
扩散硅压力传感器的工作原理：在X形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i，如图所示，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时，在垂直电流方向将会产生电场变化i
E⋅
∆
=ρ，该电场的变化引起电位变化，则在端可得到被与电流垂直方向的两侧压力引起的输出电压Uo。
i
d
E
d
U
O
⋅
∆⋅
=
⋅
=ρ
式中d为元件两端距离。
扩散硅压力传感器(MPX10)原理图
实验电路如下图所示，MPX10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V电源、4脚为Uo-；当P1>P2时，输出为正；P1<P2时，输出为负。
扩散层实验报告
一、实验目的1. 了解扩散层实验的基本原理和操作方法。
2. 掌握不同物质在琼脂中的扩散规律。
3. 分析影响扩散速度的因素。
二、实验原理扩散层实验是一种研究物质在介质中扩散现象的实验方法。
在实验中，将待测物质放入琼脂中，待物质在琼脂中扩散后，观察并测量扩散距离，从而分析物质的扩散速度和影响因素。
三、实验材料1. 琼脂粉：2%琼脂溶液2. 待测物质：不同浓度的NaCl溶液3. 载玻片、打孔器、微量加样器、显微镜等四、实验步骤1. 将2%琼脂溶液倒入培养皿中，放入37℃恒温箱中溶化。
2. 待琼脂溶液冷却至约50℃时，用打孔器在琼脂表面打孔，孔径约为2mm。
3. 用微量加样器分别向孔中加入不同浓度的NaCl溶液，每个浓度重复3次。
4. 将加样后的琼脂板放入37℃恒温箱中，使NaCl溶液在琼脂中扩散。
5. 经过一段时间（如24小时）后，取出琼脂板，用显微镜观察NaCl溶液在琼脂中的扩散情况。
6. 测量不同浓度NaCl溶液扩散距离，计算扩散速度。
五、实验结果与分析1. 不同浓度的NaCl溶液在琼脂中的扩散速度不同。
随着NaCl溶液浓度的增加，扩散速度逐渐减小。
2. 扩散速度与物质浓度呈反比关系。
浓度越高，扩散速度越慢。
3. 扩散速度受温度影响。
在较低温度下，扩散速度较慢；在较高温度下，扩散速度较快。
六、实验讨论1. 扩散层实验是研究物质扩散现象的一种有效方法，可以直观地观察和测量物质的扩散速度。
2. 扩散速度受多种因素影响，如物质浓度、温度、介质性质等。
在实验过程中，应严格控制这些因素，以确保实验结果的准确性。
3. 扩散层实验在生物学、化学、医学等领域有广泛的应用，如研究药物在生物体内的分布、分析物质的吸附性能等。
七、实验结论通过本次实验，我们掌握了扩散层实验的基本原理和操作方法，了解了不同物质在琼脂中的扩散规律。
实验结果表明，扩散速度与物质浓度呈反比关系，受温度影响较大。
这些结论对进一步研究物质扩散现象具有重要意义。
实验二 扩散硅压阻式传感器模块 d1
实验二扩散硅压阻式压力传感器实验模块2.1实验目的：实验2.1.1：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
工作原理：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。
单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。
压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量（如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度）的测量和控制。
转换原理：在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，，形成4个阻值相等的电阻条。
并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
平时敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当传感器受压后芯片电阻发生变化，电桥将失去平衡，给电桥加一个恒定电压源，电桥将输出与压力对应的电压信号，这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。
压阻效应:当力作用于硅晶体时，晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。
这种变化随晶体的取向不同而异，因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。
硅的压阻效应不同于金属应变计（见电阻应变计），前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化，后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化（应变），而且前者的灵敏度比后者大50～100倍。
实验2.1.2：了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。
2.2实验设备和元件：2.2.1 实验设备：实验台所属各分离单元和导线若干。
2.2.2 其他设备：2号扩散压阻式压力传感器实验模块，14号交直流，全桥，测量，差动放大实验模块，数显单元20V，直流稳压源+5V，+_12V电源。
2.3实验内容：2.3.1扩散压阻式压力传感器一般介绍：单晶硅材料在受到外力作用产生极微小应变时（一般步于400微应变），其内部原子结构的电子能级状态会发生变化，从而导致其电阻率剧烈变化（G因子突变）。
扩散硅压力
扩散硅压力硅是地壳中含量最多的元素之一，在工业生产中具有广泛的应用。
而扩散硅则是一种将硅材料加热，使其在高温下与其他材料进行反应，从而改变硅材料性质的工艺过程。
然而，扩散硅过程中会产生一定的压力，这就是扩散硅压力。
扩散硅压力的产生主要是由于扩散过程中发生的物理和化学反应。
在扩散硅过程中，硅材料经过加热，与其他材料发生反应，形成化合物或合金。
这些反应会产生一定的气体，导致扩散硅系统内部产生压力。
此外，扩散硅过程中的高温也会使硅材料膨胀，增加系统内部的压力。
扩散硅压力对于工业生产具有重要的影响。
首先，扩散硅压力的大小直接影响着扩散速率和扩散层的形成。
当扩散硅压力较大时，扩散速率较快，扩散层的形成较厚，可以满足一些特殊工艺需求。
而当扩散硅压力较小时，扩散速率较慢，扩散层的形成较薄，可以满足其他特定的工艺需求。
扩散硅压力的变化也会影响扩散过程中的杂质控制。
在扩散过程中，气体的存在会使得杂质在硅材料中的扩散速率发生变化。
当扩散硅压力较大时，气体的存在会加快杂质的扩散速率，增加杂质的浓度。
而当扩散硅压力较小时，气体的存在会减慢杂质的扩散速率，降低杂质的浓度。
扩散硅压力的控制也是扩散硅过程中的关键问题之一。
在实际生产中，通过控制扩散硅压力可以调节扩散速率和扩散层的形成。
一般来说，增加扩散硅压力可以提高扩散速率和扩散层的形成，而减小扩散硅压力则可以降低扩散速率和扩散层的形成。
因此，合理控制扩散硅压力是确保扩散硅过程稳定可靠的关键。
为了控制扩散硅压力，可以采取一些措施。
首先，可以通过调节扩散硅过程中的温度来控制压力的大小。
增加温度可以增加扩散硅压力，而降低温度则可以降低扩散硅压力。
其次，可以通过改变扩散硅过程中的气氛来控制压力的大小。
不同的气氛会影响扩散过程中气体的产生和消耗，从而改变压力的大小。
最后，可以通过改变扩散硅过程中的时间来控制压力的大小。
增加时间可以增加扩散硅压力，而减少时间则可以降低扩散硅压力。
扩散硅压力是扩散硅过程中不可忽视的因素之一。
实验2 扩散硅压阻式压力传感器实验模块
实验2 扩散硅压阻式压力传感器实验模块实验二扩散硅压阻式压力传感器实验模块（一）扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验 2.1实验目的：2.1.1、了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
2.2实验设备和元件：2.2.1实验设备：2号扩散硅压阻式压力传感器实验模块、14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块、数显单元20V、直流稳压源+5V、+12V、-12V电源。
扩散硅压阻式传感器底压咀GNDVO+1234P2接实验台VSVO-P1高压咀VS接+4V OR5MAVO+322GND4VO-1接测量放大器输入端0-0.1MPa0-0.1MPa扩散硅压阻式传感器实验模块+12VGND-12V14交流、全桥、测量、差动、放大实验模块直流电桥ARXCR16 1KR14 1KR15 1KBDW110K平衡调节CR11KW210KW5W310KW410K10KW610KLM324IC1IC30-20VIC310KA10KBDIC2交流电桥图2-22.3实验内容：2.3.1、按图2-2把2号扩散硅压阻式压力传感器实验模块VS端连接+5V电压，GND端连电源地GND。
V0+、VO-输出连到14号模块一起输入端的VIN+、VIN-，具体连线见图2-2，连通电源。
2.3.2、将2号扩散硅压阻式压力传感器实验模块的P1、P2加压旋钮旋出，使压力表均指示为0。
2.3.3、放大器输出VO2和GND分别接到电源模块数显表的V、GND孔。
将显示表选择开关拨到20V档，调节W5、W6使数显表显示为零（若调不到零请旋W3、W4改变放大倍数）。
2.3.4、旋动P1旋钮加压，记下输出电压值，反之松开P1使压力表为0，旋动P2旋钮加压，记下输出电压值。
2.4实验结果与讨论33P（Kpa） 10 V O2(V)P1 V O2(V)P20.68 -0.70 20 0.97 -0.98 30 1.32 -1.36 40 1.80 -1.68 50 1.96 -1.97 60 2.39 -2.33 70 2.65 -2.60 80 2.91 -2.90 90 - - 100 - - （二）扩散硅压阻式压力传感器的差压测量实验 2.1实验目的：2.1.1、了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。
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扩散硅实验报告
篇一：实验报告
测试技术实验报告
第二组
实验三十五压阻式压力传感器的特性实验
一、实验目的
1、了解扩散硅压阻式传感器测量压力的方法。
2、掌握扩散硅压阻式传感器及其转换电路的工作原理。
二、实验多用单元
压阻式压力传感器、压阻式压力传感器转换电路板、橡皮气囊、储气箱、三通连接导管、压力表、位移台架、直流稳压电源、数字万用表
三、实验原理及电路
扩散硅压阻式压力传感器，在单晶硅的基片扩散出P型或N型电阻条，接成电桥。
在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生变化，引起电阻的变化，将这一变化引入测量电路，通过输出电压可以测量出其所受的压力大小。
四、实验步骤
1、固定好位移台架，将压力传感器放在台架的圆孔中。
2、将压力传感器上的插头连接至转换电路板上的插座。
转换电路板的输出连接至数字电压表。
3、连接电路图。
4、打开橡皮囊上的单向阀，接通电源，调节转换电路板上的RP2使输出电压为零。
5、拧紧单向阀，轻按加压皮囊，注意不要用力过大，使压力表显示30Kp，调节RP1使输出电压为3V。
6、重复步骤4和步骤5，使压力为0时输出电压为0，压力为30Kp时，输出电压为3V。
7、旋紧单向阀，开始加压，每上升2Kp读取输出电压，记入入下表中。
五、实验报告
1、根据表格的实验数据，画出压力传感器的特性曲线，并计算精度与非线性误差。
实验数据记录于下表中。
如下图所示，测量电路测得的输出电压与仪表显示的空气压强在数值上的关系如下，两者近似呈线性关系。
2、如果测量真空度，需要对本实验装置进行怎样的改进？
答：测量真空度，需要把橡皮气囊改为可以抽气的实验装置，并把测量压强的仪表改为可测量真空度值的仪表。
实验十九涡流传感器的位移特性试验
一、实验目的
1、了解涡流式传感器的基本结构。
2、掌握涡流式传感器的工作原理及性能。
二、实验所用单元
涡流式传感器和铁片、涡流式传感器转换电路板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路
通过高频电流的线圈产生磁场，当有导体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，引起线圈的电感发生变化。
而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
四、实验步骤
1、将涡流式传感器装在位移台架上，并与转换电路板连接起来。
2、将测微器测杆与铁片连接在一起。
3、接通电源，适当调节测微器的高度，使铁片与涡流感应头刚刚接触，记下此时测微器的读数和输出电压，并从此点开始向上移动铁片，将位移量X与输出电压U0记入下表中。
建议每隔0.2mm读一次数值，共读取20组数据。
若以11mm为基准，则
五、实验报告
1. 根据表19-1的数据，画出涡流式传感器的输入/输出特性曲线U0?f?x?，并求出拟合曲线的方程。
曲线的方程近似直线，约为
y?0.8906x?4.6291
2. 涡流式传感器的量程与哪些因素有关?
答：电涡流的大小与金属导体的电阻率c，厚度t，线圈的励磁电流角频率ω以及线圈与金属块之间的距离x等参数有关。
这些因素是影响涡流式传感器的量程的因素传感器的线圈厚度愈小，灵敏度愈高，量程愈大。
被测材料的电导率和磁导率也会影响涡流式传感器的量程。
实验十七接近式霍尔传感器实验
一、实验目的
1、掌握开关型集成霍尔传感器及其转换电路的工作原理。
2、了解利用开关型集成霍尔传感器制作接近开关的方法。
二、实验所用单元
霍尔式传感器转换电路板、霍尔电路配套磁钢和铁片（实验十九中的涡流载体）、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路
1、实验电路主要由三部分组成，第一部分是霍尔集成电路，第二部分是触发器，第三部分是两个非门。
当发光二极管亮时，表示有输出信号。
2、对于普通的霍尔接近开关，当磁体接近时输出状态翻转，磁体离开后状态立即复原。
而对于锁存开关，因为增加了
数据锁存器，输出状态可以保持，直到有复位信号或磁体再
次触发接近开关，开关状态才会恢复。
四、实验步骤 1、按电路图接线。
2、普通接近开关实验
（1）将S1断开，霍尔集成电路、R1与VD1构成普通接近开关，用磁钢的S
极接近霍尔集成电路的有字面，VD1亮，磁钢远离有字面，VD1灭。
如果用磁钢的N极去触发霍尔集成电路，VD1不亮，说明霍尔集成电路要求磁路系统有方向性。
（2）将磁钢吸附于装在测微器测杆顶端的铁片上，S 面向下，正对霍尔集成
电路。
下旋测微器，使磁钢慢慢接近霍尔电路，当VD1亮时，读出测微器数值X和输出电压U0，填入下表中；然后再上旋测微器，使磁钢慢慢远离霍尔电路，直到VD1灭，再读出此时的X和U0，填入表格中。
共测5组数据，分析传感器的复现性。
篇二：实验三扩散硅压阻式压力传感器实验
北京XXX大学
实验报告
课程（项目）名称：实验三扩散硅压阻式压力传感器实验
学院：专业：班级：学号：姓名：成绩：XX年12月10日
一、任务与目的
了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。
二、实验仪器（条件）
所需单元及部件：主、副电源、直流稳压电源、差动放大器、F/V显示表、压阻式传感器(差压)、压力计。
旋钮初始位置：直流稳压电源±4V档，F/V表切换开关置于2V档，差放增益适中或最大，主、副电源关闭。
三、原理（条件）
扩散硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的器件，也就是在单晶硅的基片上用扩散工艺(或离子注入及溅射工艺)制成一定形状的应变元件，当它受到压力作用时，应变元件的电阻发生变化，从而使输出电压变化。
四、内容与步骤
（1）了解所需单元、部件、传感器的符号及在仪器上的位置。
（见附录三）
(2) 如图３０A
将传感器及电路连好，注意接线正确，否则易损坏元器件。
图３０A
(3) 如图３０B接好传感器供压回路。
图３０B
(5) 将加压皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝拧松。
（6）开启主、副电源，调整差放零位旋钮，使电压表指示尽可能为零，记下此时电压表读数
(7) 拧紧皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝，轻按加压皮囊，电压表有压力指示时，记下此时的读数，并将数据填入表格中记录。
注：根据所得的结果计算系统灵敏度S= ΔV／ΔP，并作出V-P关系曲线，找出线性区域。
五、数据处理（现象分析）
（1）拧紧皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝，轻按加压皮囊，电压表的读数随压力的变化如下表：
（2）根据所得的结果计算系统灵敏度S= ΔV／ΔP，并作出V-P关系曲线，找出线性区域。
六、结论
通过实验进一步了解了扩散硅压阻式压力传感器的工作原理，并且观察了实过程中的工作状况，通过对实验数据的整理计算，得出实验仪器的灵敏度为S=92.35 V/Kpa。