扩散硅压阻式压力传感器
扩散硅压阻式压力传感器应用场景和指标
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扩散硅压力传感器(MPX)实验
福建江夏学院
《传感器技术》实验报告
姓名班级学号实验日期
课程名称传感器技术指导教师成绩
实验名称：扩散硅压力传感器（MPX）实验
一、实验目地：
1. 掌握扩散硅压阻式传感器的工作原理
2. 了解扩散硅压阻式传感器的电路连接
二、实验原理：
MPX压阻式传感器芯片是用集成工艺技术在硅片上制造出四个呈X型的等值电阻组成的电路，它用激光修正，温度补偿，所以线性好，灵敏度高，重复性好，其工作原理及实验接线如图（22）
（图22）
本实验中所用的压阻式传感器为差压式，无外加压力时电路平衡输出出，受压时则输出与压力大小成正比的电压信号。
三、实验环境：
MPX压力传感器，公共电路模块（三）、气压源、胶管、电压表
四、实验步骤：
1、连接主机与实验模块的电源线及探头连接线，胶管连接气源输出与压力传感器输入口（传感器另一接口感受大气压力）。
2、开启主机电源，调节电桥WD调平衡电位器，使实验模块输出为零，开启气源开
关，逐步加大气压，观察随气压上升模块电压输出的变化情况。
3、待到气压相对稳定后，调节模块增益使输出电压值与气压值成一比例关系，并记录P（p）值与Vmv值。
在坐标上作出V-P曲线，验证传感器的线性度与灵敏度。
注意事项：
如果无法通过WD调零，可以在B和地之间并联一个电阻，用以调整电桥。
气源平时应关闭，以免影响其它电路工作，胶管尽量避免油污，以免造成老化破损。
《传感器与检测技术》半导体扩散硅压阻式压力传感器实验
《传感器与检测技术》半导体扩散硅压阻式压力传感器实验课程名称：传感器与检测技术实验类型：验证型实验实验项目名称：半导体扩散硅压阻式压力传感器实验一、实验目的和要求了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。
二、实验内容和原理压阻式传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应，在半导体受力变形时会暂时改变晶体结构的对称性，因而改变了半导体的导电机理，是的它的电阻率发生变化，这种物理现象称之为半导体的压阻效应。
一般半导体一般采用 N 型单晶硅为传感器的弹性元件，在它的上面直接蒸镀扩散出多个半导体电阻应变薄膜（扩散出 P 型或 N 型电阻条）组成电桥。
在压力（压强）作用下弹性元件产生应力，半导体电阻应变薄膜的电阻率产生很大的变化，引起电阻的变化，经电桥转换成电压输出，则其输出电压的变化反映了所受到的压力的变化。
三、主要仪器设备需用器件与单元：主、副电源、可调直流稳压电源、差动放大器、电压/频率表、压阻式传感器、压力表及加压配件。
6、了解所需单元、部件、传感器的符号及在仪器上的位置。
图 5-1 压阻式传感器符号及实验原理示意图7、按图 5-2 将连接，注意接线正确，否则容易损坏元器件，差放接成同相反相均可。
图 5-2 压阻式实验接线图8、按图 5-3 接好传感器供压回路，传感器具有两个气咀，上面的是高压咀，下面的是低压咀，当高压咀接入正压力时（相对于低压咀）输出为正电压，反之为负。
将引压胶管接到高压咀（或低压咀），将加压皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝拧紧，使压力表示数指示为 0Kpa。
图 7-3 供压回路安装示意图9、开启主、副电源，可调直流稳压电源选择±4V 档，电压/频率表量程切换开关置 2V 档，调节差放调零旋钮，使电压/频率表示数为零，记下此时电压/频率表读数。
轻按加压皮囊，注意不要用力太大，每隔 5Kpa 记录电压/频率表读数并填入下表 5-1：根据所得的结果计算系统灵敏度 S=ΔV/ΔP 关系曲线，找出线性区域。
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。
实验一扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验
实验一扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验实验目的：1. 熟悉扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和特性。
2. 了解扩散硅压阻式压力传感器的使用方法和注意事项。
3. 利用扩散硅压阻式压力传感器进行压力测量实验。
实验器材：1. 扩散硅压阻式压力传感器2. 数字万用表3. 压力泵4. 接线板、导线等实验原理：扩散硅压阻式压力传感器是利用扩散硅作为敏感元件的压力传感器。
当扩散硅受到外界压力作用时，会产生微小的形变，从而改变扩散硅的电阻值。
通过电路对电阻值的变化进行放大和处理，最终转换成电压信号作为输出，实现压力的测量。
实验步骤：1. 将扩散硅压阻式压力传感器连接到接线板上，注意仔细阅读连接图并正确连接。
2. 将数字万用表连上扩散硅压阻式压力传感器的输出端口，选择电压测量档位，并将数显切换为直流电压。
3. 将压力泵连接到扩散硅压阻式压力传感器的压力输入端口，打开压力泵。
4. 按照设定步骤开始进行实验，观察和记录压力泵的压力输出值以及扩散硅压阻式压力传感器的电压输出值。
5. 在测量结束后，关闭压力泵，并将扩散硅压阻式压力传感器从电路中拆开。
实验结果分析：通过扩散硅压阻式压力传感器测量实验，我们能够得出被测压力值和输出电压值之间的关系。
由于具有较好的灵敏度和稳定性，扩散硅压阻式压力传感器被广泛应用于压力测量领域，如航空、采矿、化工、医疗等领域。
注意事项：1. 在进行实验前，必须确认设备和电路是否连接正确，避免短路或其他故障发生。
2. 在使用压力泵时，应注意安全防范措施，避免压力泵爆炸等危险事件发生。
3. 在电路连接和处理信号时，应注意干扰和噪声的影响，保证测量精度的准确性。
4. 在实验过程中，如有异常情况发生应及时停止实验，并排除故障，确保实验结果可靠有效。
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）。
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。
扩散硅压力传感器工作原理
扩散硅压力传感器工作原理
硅压力传感器是一种基于硅材料的传感器，用于测量压力。
其工作原理基于压力对硅芯片的变形产生的电阻变化。
硅压力传感器的核心部件是一个薄膜型硅压阻元件，通常由硅晶圆加工而成。
该元件由两层硅薄膜组成，上层为引压膜，下层为探测膜。
当外界施加压力作用在传感器上时，引压膜和探测膜之间的硅材料会产生一定程度的变形。
这种变形会改变硅材料的电阻特性，从而使得传感器的输出信号发生变化。
硅压力传感器通常采用电桥测量电路将这个电阻变化转化为电压输出。
通过对电桥进行精确的电压测量，就可以实现对外界压力的准确测量。
硅压力传感器的灵敏度和稳定性主要取决于硅材料的特性以及传感器的制造工艺。
传感器内部通常还会加入温度补偿电路，以消除温度对测量结果的影响。
另外，传感器还需要进行标定和校准，以确保其测量结果的准确性和可靠性。
总结来说，硅压力传感器通过测量硅芯片在压力作用下的变形，利用电桥测量电路将其转化为电压输出，实现对压力的测量。
它具有高灵敏度、稳定性好等特点，广泛应用于工业控制、汽车、医疗设备等领域。
扩散硅压力传感器原理
扩散硅压力传感器原理扩散硅压力传感器是一种常用的压力测量装置，它利用硅材料的特性来实现对压力的测量。
扩散硅压力传感器的原理是利用硅材料的压阻效应来实现对压力的测量，其工作原理如下：1. 压力传感器的结构。
扩散硅压力传感器通常由硅芯片、导电膜和封装壳体组成。
硅芯片是传感器的核心部件，它通常采用单晶硅制成，具有良好的机械性能和化学稳定性。
导电膜是用于测量电阻值的部件，它通常采用金属材料制成，能够与硅芯片形成良好的电接触。
封装壳体则用于保护传感器内部结构，同时也可以起到固定和连接的作用。
2. 压力传感器的工作原理。
当外界施加压力到传感器上时，硅芯片会产生微小的变形，这种变形会导致硅芯片内部应力的变化，从而改变硅芯片的电阻值。
导电膜可以通过测量硅芯片的电阻值来间接测量外界施加到传感器上的压力大小。
传感器内部的电路会将电阻值转换为相应的电压信号，然后输出给外部的测量设备进行显示和记录。
3. 压力传感器的特点。
扩散硅压力传感器具有灵敏度高、稳定性好、响应速度快、温度影响小等特点。
由于硅材料的优良特性，使得扩散硅压力传感器在工业自动化控制、航空航天、医疗器械等领域得到广泛应用。
4. 压力传感器的应用。
扩散硅压力传感器广泛应用于各种压力测量场合，如液压系统、气动系统、汽车制动系统、工业流体控制系统等。
在这些应用场合中，扩散硅压力传感器能够准确、稳定地测量各种压力信号，并将其转换为标准的电信号输出，为工程控制和管理提供了重要的数据支持。
总结，扩散硅压力传感器是一种应用广泛的压力测量装置，其原理简单清晰，具有灵敏度高、稳定性好等特点，适用于各种工业领域的压力测量和控制。
随着科技的不断发展，扩散硅压力传感器的性能将会进一步提升，应用领域也会更加广泛。
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。
《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%。
扩散硅压力传感器 压阻效应原理
扩散硅压力传感器压阻效应原理引言：扩散硅压力传感器是一种常用的压力测量设备，通过利用硅片的压阻效应来实现对压力的测量。
本文将详细介绍扩散硅压力传感器的原理和工作过程，以期帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、压阻效应的基本原理扩散硅压力传感器基于压阻效应，即当硅片受到外力作用时，其电阻值会发生变化。
这是因为硅片的电阻与其几何形状和材料导电特性有关，当外力作用于硅片表面时，硅片发生变形，从而改变了其几何形状和材料导电特性，进而导致电阻值的变化。
利用这一原理，我们可以通过测量硅片电阻值的变化来间接测量外力的大小。
二、扩散硅压力传感器的结构和工作原理扩散硅压力传感器通常由硅片、电极和支撑结构等组成。
硅片是传感器的核心部件，也是扩散硅压力传感器的灵敏元件。
电极用于接触硅片并测量其电阻值的变化。
支撑结构则用于固定硅片和电极，保证传感器的稳定性和可靠性。
当外界压力作用于扩散硅压力传感器时，压力会传递给硅片，并使其发生微小的变形。
这一变形会导致硅片的电阻值发生变化。
电阻值的变化可以通过电极测量得到，并转化为电信号输出。
由于硅片的变形与外界压力成正比，所以通过测量电阻值的变化，我们可以间接地获得外界压力的大小。
三、扩散硅压力传感器的优势和应用领域扩散硅压力传感器具有以下几个优势：1. 高灵敏度：扩散硅压力传感器对压力变化非常敏感，能够测量微小的压力变化。
2. 宽测量范围：扩散硅压力传感器的测量范围广，可以覆盖从几帕到几千帕的压力范围。
3. 高精度：扩散硅压力传感器的精度较高，能够满足对压力测量的精确要求。
4. 快速响应：扩散硅压力传感器的响应速度快，可以实时监测压力变化。
扩散硅压力传感器广泛应用于各个领域，包括工业自动化控制、汽车电子、医疗器械、环境监测等。
例如，在汽车电子领域，扩散硅压力传感器可以用于测量发动机燃油压力、轮胎气压等参数，以提高汽车的安全性和燃油利用率。
在医疗器械领域，扩散硅压力传感器可以用于测量血压、呼吸机气道压力等，以辅助医生进行诊断和治疗。
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。
四种压力传感器的基本工作原理及特点
四种压力传感器的基本工作原理及特点压力传感器是一种用于测量物体受到的压力变化的装置。
它们在工业领域中广泛应用，能够检测和监测各种物体的压力变化，从而保证生产过程的安全性和稳定性。
根据工作原理的不同，压力传感器可以分为四种类型：扩散硅压力传感器、电容式压力传感器、电阻式压力传感器和压阻式压力传感器。
1.扩散硅压力传感器：扩散硅压力传感器是最常见的一种压力传感器。
其工作原理是利用硅片的绝缘层将传感器分成两个区域，一个区域位于压力源下方，另一个区域位于压力源上方。
当外界压力作用在硅片上时，上下两个区域之间的电荷会发生变化。
通过测量这个电荷变化，可以得到物体受到的压力。
该传感器具有较高的精度和灵敏度，可以测量较小的压力变化。
2.电容式压力传感器：电容式压力传感器是通过测量电容变化来检测压力的。
它由两个金属电极构成，当外界压力施加在电极上时，电极之间的电容会发生变化。
通过测量电容的变化，可以推导出物体所受到的压力大小。
电容式压力传感器具有较高的灵敏度和快速的响应速度，适用于高频压力变化的测量。
3.电阻式压力传感器：电阻式压力传感器是利用电阻值的变化来测量压力的。
它由感应电阻体和测量电路组成。
当外界压力作用在感应电阻体上时，电阻值会发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以确定物体所受到的压力。
电阻式压力传感器具有较高的稳定性和可靠性，可以适应各种环境条件下的测量需求。
4.压阻式压力传感器：压阻式压力传感器是利用电阻值与应变之间的关系来测量压力的。
它由弹性材料和导电材料构成。
当外界压力作用在弹性材料上时，材料会发生应变，导致导电材料的电阻值发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以得到物体所受到的压力。
压阻式压力传感器具有较高的精度和可靠性，适用于高温和高压环境下的压力测量。
以上是四种常见的压力传感器的工作原理和特点。
它们各自具有不同的优点和适用范围，在工业控制和自动化领域中发挥着重要的作用。
扩散硅压力传感器原理介绍
扩散硅压力传感器原理介绍一、扩散硅压力传感器原理扩散硅压力传感器是以单晶硅为基体，采用先进的离子注入工艺和微机械加工工艺，制成了具有惠斯顿电桥和精密力学结构的硅敏感元件。
被测压力通过压力接口作用在硅敏感元件上，实现了所加压力与输出信号的线性转换，经激光修调的厚膜电阻网络补偿了敏感元件的温度性能。
二、扩散硅压力传感器概述扩散硅压力传感器采用带不锈钢隔离膜的扩散硅压阻式压力传感器作为信号测量元件，信号处理电路位于不锈钢壳体内，传感器信号经过专业信号调理电路转换成标准4-20mA电流或RS485信号输出。
扩散硅压力传感器DATA-52系列经过了长期老化及稳定性考核等工艺，性能稳定可靠。
扩散硅压力传感器广泛地应用于石油、化工、冶金、电力等工业过程现场测量和控制。
扩散硅压力传感器DATA-52系列三、技术特点：◆标准螺纹引压测量方式。
◆全不锈钢结构，防护等级IP68。
◆测量精度高达0.1级。
◆RS485、4~20mA 输出可选。
◆聚氨酯专业电缆，耐高温、耐腐蚀。
四、性能指标：测量介质：液体或气体（对不锈钢壳体无腐蚀）量程：0-1MPa精度等级：0.1%FS、0.5%FS（可选）稳定性能：±0.05%FS/年；±0.1%FS/年输出信号：RS485、4~20mA（可选）过载能力：150%FS零点温度系数：±0.01%FS/℃满度温度系数：±0.02%FS/℃防护等级：IP68环境温度：-10℃～80℃存储温度：-40℃～85℃供电电源：9V～36V DC；结构材料：外壳：不锈钢1Cr18Ni9Ti密封圈：氟橡胶膜片：不锈钢316L电缆：φ7.2mm 聚氨酯专用电缆五、电气连接：红色蓝色黄色白色电源+电源-RS485(A)输出RS485(B)输出蓝色红色电源+4~20mA 输出RS485输出接线图（四线制）4~20mA 输出接线图（两线制）气压传感器DATA-52系列气压传感器DATA-52系列六、外形尺寸：单位：mm气压传感器接口螺纹：标准M20×1.5或G1/2。
扩散硅压力传感器 压阻效应原理
扩散硅压力传感器压阻效应原理一、概述扩散硅压力传感器是一种常用的压力传感器，利用压阻效应来测量被测介质的压力。
它通过硅晶圆的扩散过程来形成感应区结构，实现对压力的测量。
本文将详细介绍扩散硅压力传感器的原理、工作过程及其应用领域。
二、扩散硅压力传感器的原理1. 压阻效应压阻效应，即电阻随着外界压力的变化而产生相应的变化。
在扩散硅压力传感器中，利用硅的特性，通过改变其电阻来实现对压力的测量。
当硅受到外界压力作用时，硅晶体结构变形，导致电阻发生变化。
2. 硅晶体结构硅晶体是一个具有晶体结构的材料，其晶格结构规则有助于实现对压力的测量。
硅晶体具有一个晶格常数，当受到外力作用时，晶格常数会发生变化，从而导致电阻发生变化。
三、扩散硅压力传感器的工作过程1.制备硅衬底：将硅材料制备成平整的硅衬底。
2.制备扩散层：在硅衬底上涂敷扩散层材料，保持一定的温度和时间，使扩散层与硅衬底发生化学反应，形成感应区。
3.电极连接：在感应区的两侧分别连接金属电极，形成电路。
4.封装封装扩散硅片：将扩散硅片封装在外壳中，以提供保护和稳定的环境。
5.通电测量：当外界压力作用于扩散硅片时，电阻发生变化，通过电路测量电阻变化，即可得到压力值。
四、扩散硅压力传感器的应用领域•工业控制领域：扩散硅压力传感器广泛应用于自动化生产中的压力测量，如汽车制造、机械制造、石油化工等领域。
•医疗领域：扩散硅压力传感器可用于医疗设备中，如呼吸机、血压计等，用于测量患者的生理参数。
•环境监测领域：扩散硅压力传感器可应用于大气压力、液位、水位等的测量，用于环境监测和天气预报等领域。
五、使用扩散硅压力传感器需要注意的问题1.温度影响：扩散硅压力传感器的工作需要考虑温度的影响，温度变化会导致电阻变化，需要进行温度补偿。
2.脆弱性：扩散硅压力传感器的感应区较为脆弱，需要进行适当的防护或结构设计，以避免损坏。
六、总结扩散硅压力传感器利用压阻效应原理，通过感应区的电阻变化来测量压力。
扩散硅压阻式差压传感器 内部结构
扩散硅压阻式差压传感器是一种常见的压力传感器，其内部结构十分精密，具有很高的灵敏度和稳定性。
下面让我们来深入探讨一下这种传感器内部的构造与工作原理。
1. 膜片结构在扩散硅压阻式差压传感器内部，主要的敏感元件就是薄膜片。
薄膜片的材料通常选用硅材料，因其具有良好的弹性和导电性能。
薄膜片的表面会进行一定的加工，以增强其对压力的敏感性，一般会采用特殊的加工工艺，比如激光蚀刻或者纳米级的化学腐蚀技术等，从而使薄膜片在受压后能够更精确地发生形变。
2. 弹体结构在薄膜片的上下两侧，通常都会固定有一些弹性体，其作用是在外部受到压力作用时，能够保证膜片的稳定性和可靠性。
这些弹体一般由硅胶或者橡胶材料制成，其硬度和弹性常数需要经过精确的计算和调试，以便获得最佳的传感效果。
3. 压力传递结构为了将外部介质的压力准确地传递给薄膜片，扩散硅压阻式差压传感器内部通常会设计一套专门的压力传递结构。
这个结构一般由金属或者硅胶等材料制成，其作用是将外部介质的压力传递给薄膜片，并将其形变转化为电信号输出。
4. 电路结构薄膜片受到外部压力的作用后，其形变会导致内部电阻发生改变，扩散硅压阻式差压传感器内部设计有专门的电路结构，能够准确地测量这种电阻变化，并将其转化为相应的电压信号。
这通常需要借助一些专门的信号调理电路和数字转换器等设备，以确保传感器的输出能够准确地反映外部压力的变化。
扩散硅压阻式差压传感器内部结构包括薄膜片、弹体、压力传递结构和电路结构等部分。
这些部分通过精密的设计和加工，使得传感器能够具有高灵敏度、高稳定性和可靠性，可以广泛应用于工业自动化控制、流体控制系统和气压测量等领域。
而对我个人来说，我认为扩散硅压阻式差压传感器内部结构的精密和复杂性展现了现代科技的高度发展，也体现了工程技术的精湛和创新。
这种传感器的应用不仅提高了各行业的生产效率，还为我们的生活带来了极大的便利。
在文章中我多次提及扩散硅压阻式差压传感器内部结构，以突出这一主题的重要性和深度。
(完整版)压阻式压力传感器测量压力特性实验
压阻式压力传感器测量压力特性实验一、实验目的:了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和标定方法.二、基本原理：扩散硅压阻式压力传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应，在半导体受力变形时会暂时改变晶体结构的对称性,因而改变了半导体的导电机理，使得它的电阻率发生变化,这种物理现象称之为半导体的压阻效应。
一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它上面直接蒸镀扩散出多个半导体电阻应变薄膜(扩散出P型或N型电阻条）组成电桥。
在压力（压强)作用下弹性元件产生应力，半导体电阻应变薄膜的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，经电桥转换成电压输出,则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
图为压阻式压力传感器压力测量实验原理图.压阻式压力传感器压力测量实验原理三、需用器件与单元:主机箱中的气压表、气源接口、电压表、直流稳压电源±15V、±2V～±10V（步进可调）；压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。
四、实验步骤：1、按示意图安装传感器、连接引压管和电路：将压力传感器安装在压力传感器实验模板的传感器支架上；引压胶管一端插入主机箱面板上的气源的快速接口中(注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压，则可轻松拉出），另一端口与压力传感器相连；压力传感器引线为4芯线(专用引线)，压力传感器的 1端接地，2端为输出Vo＋，3端接电源＋4V，4端为输出Vo－。
具体接线见下图。
压阻式压力传感器测压实验安装、接线示意图2、将主机箱中电压表量程切换开关切到2V档;可调电源±2V～±10V调节到±4V档.实验模板上R W1用于调节放大器增益、R W2用于调零，将R W1调节到的1／3位置(即逆时针旋到底再顺时针旋3圈）。
合上主机箱电源开关，仔细调节R W2使主机箱电压表显示为零。
3、合上主机箱上的气源开关，启动压缩泵,逆时针旋转转子流量计下端调压阀的旋钮，此时可看到流量计中的滚珠在向上浮起悬于玻璃管中，同时观察气压表和电压表的变化.4、调节流量计旋钮,使气压表显示某一值,观察电压表显示的数值.5、仔细地逐步调节流量计旋钮，使压力在2kPa～18kPa之间变化(气压表显示值），每上升1kPa气压分别读取电压表读数，将数值列于表8。
扩散硅压阻式压力传感器介绍
真空表压传感器的输出信号为双极性，所以信号处理较复杂。
扩散硅压阻式压力传感器压力类型介绍Ⅱ
• 密封表压 Sealed(S)
密封表压的测量参考点为背压腔里的密封标准 大气压。其测量原理如右图所示：
优点：不需要外接导气管，使用方便。 缺点：当标定地点和使用地点的大气压差别较大时，
会对传感器的输出产生一定的影响。
扩散硅压阻式压力传感器压力类型介绍Ⅲ
• 差压 Differential(D)
差压是测量两个压力的差值，此类传感器有两个 引压腔，通常被称为正压腔（高压腔）和负压腔（低 压腔），当负压腔通大气时，其功能同表压传感器。 其测量原理如右图所示：
优点：可以允许较高的共模压力。 缺点：使用及维护稍复杂。
• 响应时间：在0psi到FSS压力变化中，从10%上升到90%
所用的时间。
• 相应频率：响应时间的倒数。
扩散硅压阻式压力传感器量程Ⅰ
19系列不锈钢传感器（单位：PSI）
额定量程 0-3 0-5 0-10 0-15 0-30 0-50
0-100 0-200 0-300 0-500
最大工作压力 9 15 30 45 90
注：本PPT后续介绍的内容皆以Honeywell（13/19系列）不锈钢压力传感器为 例进行介绍。
扩散硅压阻式压力传感器内部结构图 • 扩散硅压阻式压力传感器内部结构图如下：
扩散硅压阻式压力传感器压力类型
• 扩散硅压阻式压力传感器压力类型：
普通表压 Gage(G) 密封表压 Sealed(S) 真空表压 Vacuum Gage(V) 差压 Differential(D) 绝压 Absolute(A)
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。
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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1108040039 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。