微加工硅缩短了制造定制压力传感器所需的交货时间。
这是压力传感器系列的一个例子，称为MM系列，采用微机械模块化技术制造。
几种不同的转导方法可用于将压力转换为实际的、可测量的电信号。大多数现代器件取决于金属箔或半导体在负载下电阻的变化。信号调理电路将电阻变化转换为比例电输出信号。惠斯通电桥是为此目的选择的最常见的信号调理电路类型。
金属箔传感器由镍铬或铜镍合金箔组成，排列成网格状，并通过在压力下变形箔元件来改变电阻。类似地，半导体器件是由压阻性硅或锗悬臂梁制成的，在负载下可以偏转和改变电阻。
信号调节
理想的惠斯通电桥由四个应变计组成。然而，在许多情况下，只需要两个应变计，无源电阻完成电桥电路。在这种情况下，当电压施加到横跨A点和C点的桥上时，应变计在压力或负载下的电阻变化会产生横跨B点和d点的电压变化。电压差输出与作用在应变计上的压力或负载成正比。
应变敏感型压力传感器的基本工作原理用灵敏度因子表示:
年代F= mV/V/psi，或SF= mV/V/lb，根据这里所示的图表:
年代F= V团体/ EXC/ P,或
年代F= V团体/ EXC/ F
地点:
V团体=应变计电压变化，V出, mV
EXC=电源电压V在, V
P =施加压力，psi，或
F =作用力，lb
大多数箔或压阻式应变计通常连接到压力聚集膜片上，该膜片由多种材料制成，从高强度环氧树脂到玻璃熔块。圆形隔膜可以是钢的或陶瓷的，但它必须制造的方式充满了许多缺点，不适合大批量生产。
微机电系统技术
幸运的是，一种被称为微机电系统(MEMS)的相对较新的技术在很大程度上克服了这些缺点。MEMS使用非常大规模的集成电路工艺在硅片上构建成千上万的小型机械元件，这些元件是压力传感器的组成部分。它将硅的机械和电气特性集成在一个单一的基底上。使用相同的晶圆前和晶圆后制造工艺可以确保每个器件与相邻器件几乎完全相同。例如，经典的离子注入过程将应变计扩散到内部硅晶格中，从而产生最终的微加工硅应变元件。
这些小型机电元件有许多优点。例如，它们产生的输出信号是金属箔应变计的50倍。它们的热特性是高度可重复的，非常适合于许多不同的温度补偿方法，包括数字和模拟技术，查找表和被动方法。
此外，MEMS不需要通常将膜片绑定到计量元件的粘合剂。这一特点和硅的优良弹性，产生低迟滞，高线性输出几乎完美的重复性，这不需要太多的信号校正。但键合箔应变计装置含有粘合剂，产生非线性电阻应变比以及蠕变和滞后误差。
内置在传感器包中的电子电路补偿温度和线性。装置的核心——机电元件——安装在一个密封的腔内，并由不锈钢膜片保护。一小部分不可压缩流体通过膜片将感知到的压力传递给微加工的硅膜片。
此外，微加工硅可以承受相对较高的超压。例如，在膜片出现明显的塑料变形迹象之前，粘结箔传感器通常可以承受2到3倍的工作压力，这表现为不可重复性。然而，相比之下，硅在任何变形情况下都具有完美的弹性，因此它可以完全恢复，直到断裂。对于硅来说，四倍的超压是典型的，但10倍的超压可以设计成定制传感器。在超压破裂隔膜的情况下，二级安全壳处理高达10,000 psi的压力。
MEMS机电元件的另一个优点是它们是模块化和可互换的。硅基压阻传感元件构成了构件，可用于坚固耐用的压力传感产品系列。
在工程交流中讨论这个问题:
Omegadyne
www.omegadyne.com
注:本文信息由俄亥俄州萨德伯里Omegadyne公司提供。
了下:传感器(位置+其他)，传感器(压力)，测试+测量•测试设备
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