扩散硅压力传感器技术简介
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。
四川扩散硅压力传感器用途
四川扩散硅压力传感器用途四川扩散硅压力传感器是一种常见的压力感测元件，其应用广泛，并在工业控制、自动化领域得到了广泛应用。
以下是四川扩散硅压力传感器的主要用途。
首先，四川扩散硅压力传感器可用于工业过程控制。
在工业生产中，各种液体或气体的压力监测是非常重要的。
四川扩散硅压力传感器具有高准确性和稳定性，能够实时监测和反馈液体或气体的压力变化情况，从而实现对生产过程的精确控制。
其次，四川扩散硅压力传感器可用于汽车行业。
在汽车制造和车辆性能监测中，压力传感器被广泛应用于发动机、刹车系统、气囊系统等关键部位。
通过监测和控制液压、空气等液体或气体的压力，可以保证汽车的安全性和性能稳定性。
另外，四川扩散硅压力传感器还可应用于医疗设备。
在医疗器械中，如血压计、呼吸机和输液泵等设备中，压力传感器可以精确测量和监测生物体内部或外部的压力变化情况，实现对患者身体状况的掌控和监测。
此外，四川扩散硅压力传感器还可广泛应用于气象测量。
在气象站、气象卫星等设备中，通过使用压力传感器，可以准确测量大气压力的变化情况，提供气象预报和气候分析所需的数据。
此外，四川扩散硅压力传感器还可用于石油和天然气勘探行业。
在油井压力监测和油气输送管道运输过程中，通过安装压力传感器，可以及时准确地监测井口压力以及油气管道中的流体压力，避免可能的事故和泄露，并提高生产效率。
最后，四川扩散硅压力传感器还可用于环境监测和安防领域。
通过安装在监测设备，如水质监测设备、污水处理设备等，压力传感器可以监测和控制水和气体的压力，实现环境污染的实时监测和控制。
在安防领域，压力传感器可以应用于门禁、入侵检测等设备，通过对压力的监测和判断，实现安全管理和事件报警。
综上所述，四川扩散硅压力传感器用途广泛，包括工业过程控制、汽车行业、医疗设备、气象测量、石油和天然气勘探、环境监测和安防等领域。
随着科技的不断发展和应用需求的提升，四川扩散硅压力传感器在各个领域的应用将会越来越广泛。
扩散硅压力传感器技术简介
扩散硅压力传感器技术简介一、一般介绍：硅单晶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）。
用此材料制成的电阻也就出现极大变化，这种物理效应称为压阻效应。
利用压阻效应原理，采用集成工艺技术经过掺杂、扩散，沿单晶硅片上的特点晶向，制成应变电阻，构成惠斯凳电桥，利用硅材料的弹性力学特性，在同一切硅材料上进行各向异性微加工，就制成了一个集力敏与力电转换检测于一体的扩散硅传感器。
给传感器匹配一放大电路及相关部件，使之输出一个标准信号，就组成了一台完整的变送器。
二、技术特点：1、灵敏度高扩散硅敏感电阻的灵敏因子比金属应变片高50~80倍，它的满量程信号输出在80-100mv左右。
对接口电路适配性好，应用成本相应较低。
由于它输入激励电压低，输出信号大，且无机械动件损耗，因而分辨率极高。
2、精度高扩散硅压力传感器的感受、敏感转换和检测三位一体，无机械动件连接转换环节，所以重复性和迟滞误差很小。
由于硅材料的刚性好，形变小，因而传感器的线性也非常好。
因此综合表态精度很高。
3、可靠性高扩散硅敏感膜片的弹性形变量在微应变数量级，膜片最大位移量在来微米数量级，且无机械磨损，无疲劳，无老化。
平均无故障时间长，性能稳定，可靠性高。
4、频响高由于敏感膜片硅材料的本身固有频率高，一般在50KC。
制造过程采用了集成工艺，膜片的有效面积可以很小，配以刚性结构前置安装特殊设计，使传感器频率响应很高，使用带宽可达零频至100千赫兹。
5、温度性能好随着集成工艺技术进步，扩散硅敏感膜的四个电阻一致性得到进一步提高，原始的手工补偿已被激光调阻、计算机自动修整技术所替代，传感器的零位和灵敏度温度系数已达10-5/℃数量级，工作温度也大幅度提高。
6、抗电击穿性能好由于采用了特殊材料和装配工艺，扩散硅传感器不但可以做到130℃正常使用，在强磁场、高电压击穿试验中可抗击1500V/AC电压的冲击。
压力传感器 陶瓷 扩散硅
压力传感器陶瓷扩散硅
压力传感器是一种用于测量压力的装置，它可以将压力信号转换成电信号输出。
而陶瓷和扩散硅都是常见的压力传感器的制造材料。
首先，让我们来谈谈陶瓷。
陶瓷材料通常被用于制造压力传感器的压阻式传感器元件。
陶瓷材料具有优良的耐磨损性和化学稳定性，能够在恶劣的环境中工作。
此外，陶瓷材料还具有良好的机械性能和稳定的电学特性，使得它成为制造压力传感器的理想材料之一。
其次，扩散硅也是制造压力传感器常用的材料之一。
扩散硅压力传感器是利用硅材料的压阻效应来测量压力的。
扩散硅具有良好的线性和稳定性，能够提供精确的压力测量。
此外，扩散硅制造的压力传感器还具有体积小、重量轻和功耗低的优点，适用于一些对体积和重量要求较高的场合。
综上所述，陶瓷和扩散硅都是常见的压力传感器制造材料，它们各自具有独特的优点和适用范围。
在选择压力传感器时，需要根
据实际应用需求来确定使用哪种材料的压力传感器，以确保能够获得最佳的测量效果。
扩散硅压力传感器工作原理
扩散硅压力传感器工作原理
扩散硅压力传感器是一种常用的压力测量装置，它基于硅材料的特性来实现压力的转换和测量。
其工作原理可以概括为以下步骤：
1. 制作硅片：首先使用半导体工艺，将硅材料制成片状。
该硅片通常具有单晶结构，因为单晶硅具有良好的热稳定性和机械性能。
2. 扩散处理：通过将硅片暴露在高温下与其他材料反应，使硅表面形成一个扩散层。
该层通常是由杂质控制的掺杂层，其类型和浓度取决于所需的压力测量范围和灵敏度。
3. 转换结构形成：通过光刻和腐蚀等工艺，在硅片上制造出一个转换结构。
该结构通常由压电效应控制的感应电极和传感腔室组成。
当压力施加在传感腔室上时，硅结构会发生变形，从而改变电极间的距离，导致电容值的变化。
4. 电信号读取：通过连接感应电极，测量电容值的变化。
这可以通过将传感器组装到一个电路板上，并使用适当的电子元器件来完成。
电容值的变化可以转换为电压或电流信号，以供进一步处理和显示。
5. 压力测量：最后，根据已知的硅材料和传感结构的特性，使用相关的校准参数来将电信号转换为压力值。
这可以通过校准实验和曲线拟合来完成，以确保测量的准确性和可靠性。
总之，扩散硅压力传感器通过利用硅材料的压电特性，将施加的压力转化为电信号，从而实现对压力的测量。
它具有小型化、高精度和良好的可靠性等优点，在工业、医疗和汽车等领域被广泛应用。
安徽扩散硅压力传感器用途
安徽扩散硅压力传感器用途安徽扩散硅压力传感器是一种用于测量和监测压力的传感器。
它广泛应用于工业、冶金、石油化工、航天航空、核工业、医疗器械、环境监测等领域。
以下将详细介绍其主要用途：1. 工业控制与自动化：安徽扩散硅压力传感器可以用于测量各种工业流体和气体的压力，如液位控制、液体流量控制、压力容器监测等。
它可以与工业控制系统集成，实现自动化检测和控制。
2. 压缩机和泵站：安徽扩散硅压力传感器可用于测量压缩机和泵站中的液体压力，帮助监测和控制设备的运行状态，提高设备的效率和安全性。
3. 石油和化工行业：安徽扩散硅压力传感器广泛应用于石油和化工行业，用于测量管道、贮罐、反应器等设备中的压力，帮助监测和控制生产过程，确保生产安全和稳定。
4. 航天航空领域：安徽扩散硅压力传感器在航天航空领域的应用十分重要。
它可以用于测量航空器中的气压和液压系统的压力，帮助监测和控制飞行状态，确保航行安全。
5. 核工业：安徽扩散硅压力传感器在核工业中也有广泛应用。
它可以用于测量核电站中的压力，帮助监测和控制核反应堆的状态，确保核能装置的安全运行。
6. 医疗器械：安徽扩散硅压力传感器可以用于测量医疗器械中的气体或液体压力，如呼吸机、注射器、血压计等。
它能够帮助医疗人员监测患者的生命体征，确保医疗过程的安全和有效。
7. 环境监测：安徽扩散硅压力传感器可用于环境监测，如测量大气压力、水压力等。
它可以帮助监测气候变化、水位变化等环境因素，为环境保护和资源管理提供数据支持。
总之，安徽扩散硅压力传感器具有广泛的应用领域和用途。
它的高精度、高稳定性和可靠性使其成为各个行业中必不可少的测量和控制设备。
随着科技的不断进步和应用需求的增加，安徽扩散硅压力传感器的应用领域将会进一步扩大并不断创新。
扩散硅压力传感器 充油扩散硅传感器 压力传感器
美国SSI-P41型充油扩散硅压力传感器芯体
产品概述
是将充油扩散硅压力传感器芯体，通过激光焊接方式，装入特定螺纹的压力接口中组成。
所有产品经严格测试和筛选，利用MAX1452专用芯片进行温度补偿和非线性校正，典型精度为0.25%，最高精度优于0.1%，并保证在－25到80度工作温区（最大可在－40到105度），全温区测量精度在1%以内，5V供电，输出0.5－2.5V电压信号，适用于各种不同压力测量产品的组装和生产。
有配套信号转换板输出可以是国际标准信号4-20MA
产品特点
·测量范围：0~100kPa…35MPa
·隔离式结构，适用于多种流体介质
·高精度，最高优于0.1%
·具有表压、绝压和密封参考压形式
·5V供电
·通过程序及专用芯片补偿零位和温度漂移
·标准及特制螺纹压力接口可供选择
·良好的互换性
·无需专用运放芯片，只需低成本的VI转换电路即可完成信号变送处理
·激光焊接传感器芯体，避免密封圈老化引起的压力泄露
·输出电压信号，可直接接入二次仪表及单片机进行信号处理
·产品性价比极高，大幅降低生产商成本压力
产品用途
航天航空、石油化工、水电行业、冶金制造、医药卫生、食品加工、空调、制冷设备、城市供水及污水处理等领域的过程控制、压力测量、仪器仪表制造等。
产品性能
技术参数。
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。
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 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。
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讲解
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)3.3A/D变换电路模块 (4)3.4八段数码管显示 (8)3.5AT89S52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。
传感器技术是现代信息技术的三大支柱之一，其应用的数量和质量已被国际社会作为为衡量一个国家智能化、数字化、网络化的重要标志。
近年来，随着国家资金投入大的增加，我国压阻式传感器有了较快的发展，某些传感器如矩形双岛膜结构的6KPa微压传感器的性能甚至优于国外，其非线性滞后、重复性均小于5×10-4FS，分辨率优于20Pa，具有较高的过压保护范围以及可靠性。
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。
扩散硅压力传感器的工作原理
扩散硅压力传感器的工作原理1. 引言：压力传感器的“超级英雄”嘿，朋友们，今天咱们聊聊一种神奇的设备——扩散硅压力传感器。
虽然它名字听起来有点复杂，但它实际上是一种非常聪明的小家伙，帮助我们测量压力。
就像电影里的超级英雄一样，它在背后默默地为我们提供支持。
那么，这个小家伙到底是怎么工作的呢？让我们一起揭开它神秘的面纱吧！2. 扩散硅压力传感器的基本构造：好比一台精密的“打工机”首先，咱们得搞清楚这玩意儿长什么样子。
扩散硅压力传感器，就像个小小的圆盘，上面有几层精密的“配件”。
你可以把它想象成一台超高科技的“打工机”，里面有个叫做硅片的核心部件，这玩意儿可是很重要的哦。
2.1 硅片的“心脏”硅片，这就是它的“心脏”。
我们平常说的“硅”，其实就是一种半导体材料。
它的工作原理就像是你用手按压一个橡胶球一样。
你一按，球的形状会变；你一松，球又回到原来的模样。
硅片也是这样，当压力作用在硅片上时，它会发生形变。
这个形变就是我们要测量的东西。
2.2 应变片的“万能小助手”硅片上还有一些应变片，这些小家伙就像是硅片的“万能小助手”。
应变片可以感知到硅片的形变，并把这些形变转换成电信号。
想象一下，你用手去按一个压力传感器，硅片变形了，应变片就像是细心的小助手，把这个变化告诉系统。
就这样，压力的变化被“传递”了。
3. 工作原理：一场“高科技的变魔术”好，现在我们进入“变魔术”的环节，看看这个传感器是怎么把压力变成电信号的吧！3.1 压力变形的魔法当外界的压力施加到扩散硅压力传感器上，硅片就会发生微小的形变。
你可以把这种形变想象成一场魔法表演，硅片就像是一块能变形的“魔术布”，它的形状变了，里面的应变片也跟着变了。
这种变化让应变片感受到压力的大小，就像是你用手感觉到橡胶球被压扁了一样。
3.2 电信号的“翻译官”这些应变片感受到压力之后，它们会将这种物理的变化转化成电信号。
这个过程就像是一个“翻译官”，把硅片的形变“翻译”成电信号。
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。
压力表扩散硅
压力表扩散硅：原理、应用与发展在现代工业测量与控制技术中，压力表扩散硅技术扮演着至关重要的角色。
作为一种先进的压力测量技术，它结合了扩散硅传感器的优点，为各种应用场景提供了准确、稳定和可靠的压力测量解决方案。
本文将对压力表扩散硅的原理、应用以及未来发展进行详细探讨。
一、压力表扩散硅的原理压力表扩散硅技术基于扩散硅压力传感器的原理。
扩散硅压力传感器是一种利用压阻效应工作的传感器，其核心部件是一个扩散有压敏电阻的硅膜片。
当外界压力作用于硅膜片时，膜片会产生一定的形变，从而导致压敏电阻的阻值发生变化。
通过测量这一电阻值的变化，可以推算出外界压力的大小。
与传统的机械式压力表相比，扩散硅压力表具有更高的精度、更好的稳定性和更广泛的测量范围。
此外，由于采用了半导体材料，扩散硅压力表还具有体积小、重量轻、易于集成等优点。
二、压力表扩散硅的应用压力表扩散硅技术广泛应用于各种需要精确测量压力的场合。
以下是一些典型的应用领域：1. 工业自动化：在工业自动化领域，扩散硅压力表被用于监测各种流体（如气体、液体）的压力，以确保生产过程的顺利进行。
例如，在石油化工、电力、制药等行业中，扩散硅压力表能够准确测量管道、容器等设备的压力，为生产过程提供重要参数。
2. 汽车电子：在汽车电子领域，扩散硅压力表被用于监测汽车轮胎的气压、发动机油压等关键参数。
通过实时监测这些参数，可以确保汽车的安全行驶，并延长汽车的使用寿命。
3. 航空航天：在航空航天领域，扩散硅压力表被用于监测飞机、火箭等飞行器的各种压力参数。
由于扩散硅压力传感器具有体积小、重量轻的优点，因此特别适用于对重量和空间有严格要求的航空航天应用。
4. 医疗器械：在医疗器械领域，扩散硅压力表被用于监测各种医疗设备（如血压计、呼吸机等）的压力参数。
通过准确测量这些参数，可以确保医疗设备的正常运行，为患者的治疗提供有力保障。
三、压力表扩散硅的未来发展随着科技的不断发展，压力表扩散硅技术也在不断进步和完善。
霍尼韦尔 扩散硅
霍尼韦尔扩散硅技术：开创未来的高精度传感器革命一、引言在现代工业中，传感器起着至关重要的作用。
它们是工业自动化、物联网、人工智能等领域的核心组成部分，负责将物理世界的各种参数转化为可以处理和分析的数据。
其中，压力传感器是应用最广泛的一类传感器，而扩散硅技术则是制造这类传感器的关键技术之一。
作为全球领先的工业自动化和物联网解决方案提供商，霍尼韦尔（Honeywell）在扩散硅技术领域有着深入的研究和广泛的应用。
本文将详细介绍霍尼韦尔的扩散硅技术及其应用，并分析其对未来传感器市场的影响。
二、霍尼韦尔与扩散硅技术的结合霍尼韦尔是一家美国跨国公司，成立于1885年，现已发展成为世界领先的工业自动化、物联网、人工智能等领域的解决方案提供商。
其产品和服务广泛应用于航空航天、汽车、建筑、石油化工、制药等众多行业。
作为传感器领域的佼佼者，霍尼韦尔一直致力于研究和开发更高精度、更可靠、更环保的传感器技术。
扩散硅技术是压力传感器制造中的一种关键技术，它通过扩散工艺将硅材料中的杂质原子扩散到硅片中，形成压阻效应，从而实现对压力的高精度测量。
与传统的金属应变片相比，扩散硅压力传感器具有更高的灵敏度、更好的线性度和更小的温度漂移等特点。
因此，扩散硅技术在压力传感器制造中得到了广泛应用。
霍尼韦尔凭借其在传感器领域的技术积累和研发实力，成功将扩散硅技术应用于其压力传感器产品中。
通过持续优化扩散工艺和硅片结构，霍尼韦尔不断提高其扩散硅压力传感器的性能和稳定性，满足各种工业应用的需求。
三、霍尼韦尔扩散硅技术的应用场景1. 工业自动化：在工业自动化领域，压力传感器是各种流体控制系统、机械设备和生产线的重要组成部分。
霍尼韦尔的扩散硅压力传感器能够实时监测各种气体和液体的压力变化，为工业自动化系统提供准确可靠的数据支持。
2. 汽车制造：在汽车制造过程中，发动机、制动系统、燃油系统等都需要使用压力传感器进行实时监测。
霍尼韦尔的扩散硅压力传感器能够在高温、高压等恶劣环境下稳定工作，为汽车制造提供可靠的质量保障。
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扩散硅压力传感器技术简介
一、一般介绍：
硅单晶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）。
用此材料制成的电阻也就出现极大变化，这种物理效应称为压阻效应。
利用压阻效应原理，采用集成工艺技术经过掺杂、扩散，沿单晶硅片上的特点晶向，制成应变电阻，构成惠斯凳电桥，利用硅材料的弹性力学特性，在同一切硅材料上进行各向异性微加工，就制成了一个集力敏与力电转换检测于一体的扩散硅传感器。
给传感器匹配一放大电路及相关部件，使之输出一个标准信号，就组成了一台完整的变送器。
二、技术特点：
1、灵敏度高
扩散硅敏感电阻的灵敏因子比金属应变片高50~80倍，它的满量程信号输出在80-100mv左右。
对接口电路适配性好，应用成本相应较低。
由于它输入激励电压低，输出信号大，且无机械动件损耗，因而分辨率极高。
2、精度高
扩散硅压力传感器的感受、敏感转换和检测三位一体，无机械动件连接转换环节，所以重复性和迟滞误差很小。
由于硅材料的刚性好，形变小，因而传感器的线性也非常好。
因此综合表态精度很高。
3、可靠性高
扩散硅敏感膜片的弹性形变量在微应变数量级，膜片最大位移量在来微米数量级，且无机械磨损，无疲劳，无老化。
平均无故障时间长，性能稳定，可靠性高。
4、频响高
由于敏感膜片硅材料的本身固有频率高，一般在50KC。
制造过程采用了集成工艺，膜片的有效面积可以很小，配以刚性结构前置安装特殊设计，使传感器频率响应很高，使用带宽可达零频至100千赫兹。
5、温度性能好
随着集成工艺技术进步，扩散硅敏感膜的四个电阻一致性得到进一步提高，原始的手工补偿已被激光调阻、计算机自动修整技术所替代，传感器的零位和灵敏度温度系数已达10-5/℃数量级，工作温度也大幅度提高。
6、抗电击穿性能好
由于采用了特殊材料和装配工艺，扩散硅传感器不但可以做到130℃正常使用，在强磁场、高电压击穿试验中可抗击1500V/AC电压的冲击。
7、耐腐蚀性好
由于扩散硅材料本身优良的化学防腐性能好，即使传感器受压面不隔离，也能在普通使用中适应各种介质。
硅材料又与硅油有良好的兼容性，使它在采用防腐材料隔离时结构工艺更易于实现。
加之它的低电压、低电流、低功耗、低成本和本质安全防爆的特点，可替代诸多同类型的同功能产品，具有最优良的性能价格比。
三、选项型提要
1、传感器、变送器的选择
用户根据自己所测压力的性质，首先应确定选择表压（相对于当地大气压）、差压、绝对压力或负压品种。
如果测量液位，还要确定液位上方是自由大气压还是密封容器压力。
如果测量密封承压容器内的液位就应该选用差压产品。
2、产品量程的确定
从产品绝对安全考虑，一般选择使工作压力值在标准量程值的60%-80%为宜，整个测量系统中可能出现的异常情况所导致的过载压力不得超过产品允许的最大
过载。
测量动态管路液体压力时，还应考虑水垂效应，适当增大产品载量。
3、产品精度选择
产品等级按多项参数分档，档级越高，价格越贵。
用户可依据所检测工况要求各项和某单项参数精度指标，以便用较低的价格实现较高的精度要求。
产品给出的三项精度指标是采用国际最小二乘法或端基平移法计算的。
选用传感器时。
精度等级确定应根据测量系统分配发给传感器的最大误差选项取。
有时还应考虑零位时漂、零位和满度温度系数带入的附加误差。
4、选择产品的使用温度范围
产品在出厂前已经过线性温度补偿。
其中有些系列的变送器在组装了电路后又进行了综合温度补偿。
补偿范围在单项产品介绍中已标出。
对于使用温度范围宽而又要求总精度高的用户，还可在二次仪表数据处理中采用软件执行温度误差修正。
超过补偿区使用，温度系数指标可能会超标，但仍可使用。
长期在温度极限区工作，产品寿命将大大缩短。
用户使用工况如长期在低温或超指标高温区工作，产品可特制。
5、差压传感器、变送器的选择
通用差压传感器、变送器通常使用在高压端压力高于低压端压力的正差压情况下，虽然扩散硅传感器都可同样用于负差压，一般两引压端基本对称，但负压端一般不另标定。
低压端在系统中有可能出现的超负量程使用，此时需与我公司协商。
6、频响特性
扩散硅传感器固有频率相对于其它产品较高，除此之外更多的情况是传感器结构的引压腔结构参数影响和传感器结构基体刚体的尺寸影响，后者不可能不限长，故主要还是引压腔影响。
7、与被测介质的匹配
传感器、变送器接口和电子壳体由多种不同的结构材料生产。
具有不同的介质兼容性，
为了获得最优的使用效果，不致因介质不匹配而使产品损坏，用户在选型定货时应明白介质的准确名称、浓度、温度。
四、产品安装使用注意事项
1、仔细阅读随货包装的产品说明书。
正确按图连接电路。
尤其注意变送器产品不得发生接线错误。
2、产品出厂说明书、装箱单、合格证要妥善保存，它是执行三包的依据。
3、螺纹连接的产品在安装和拆卸时，必须用扳手紧六方操作，安装时不能拧的过紧，严禁夹持其它部位安装、拆卸，避免损坏相关联结部件。
引压孔端不得有尖硬物伸入，以免损毁敏感膜或隔离膜，严禁敲打、撞击、摔跌。
4、产品外形、接囗螺纹均不得随意进行加工、修改、否则造成质量问题责任自负。
5、禁止超指标过载，超指标过载造成的敏感膜损坏不在三包范围。
应注意如下几种使用情况：
a、被压力系统瞬时出现较大过载压力。
b、压力检测时，加压设备如水泵扬程过大，压力强，造成液位高速运动冲击敏感膜膜片，大动量冲击附加压造成过载。
C、用活塞压力计标定时，活塞故障卡死未发现，导致压力冲开时高过载冲击敏感膜。
6、由于恒流电源对扩散硅传感器的自补偿功能，原则上推荐采用恒流源供电，如测量温度系数要求不高，条件不允许，也可使用恒压源。
7、扩散硅传感器零位输出不能直接采用单臂联电阻法进行消除，可采用软件归零法、差动输入修整法、T型电阻网络修正等。
8、严禁用尖硬物、螺丝刀、手指直接按压腊片试压，这样最容易造成不可修复性损坏，凡硅膜或隔离膜破损（直接按压或压力超标过载才能造成的结果）而造成的产品零位变大、失效、均不在三包范围内。