半导体应变计的工作机理,除了几何效应以外,还有更为重要的所谓压阻效应(压电效应):当应变计拉长或者缩短时,半导体的载流子迁移率将发生变化,则导致电阻变化。半导体应变计主要是采用Si来制作,常常采用扩散或者离子注入式的结构,这与IC工艺兼容。这种应变计具有较好的温度稳定性、更好的线性度、更大的应变范围和使用灵活(如易于附着在弯曲表面上)。为了提高灵敏度和线性度,往往采用p型半导体(不用n型半导体);而且为了提高温度稳定性,多半采用高掺杂半导体(1020cm-3,但要折中考虑灵敏度)。
在应力作用下,应变计的长度L、面积A和电阻率ρ都将发生变化,这就造成电阻R发生变化,其电阻变化率为
ΔR/R = (ΔL/L)-(ΔA/A)+(Δρ/ρ) = e(1+2n+P)
式中e=ΔL/L是应变,n是Poisson比,P是表征压阻效应大小性能的参量(称为量规因子,P = (Δρ/ρ)/(ΔL/L) )。
根据半导体压阻效应,对于p型Si的[110]晶向的压阻应变计有Δρ/ρ ≈ σL Y eL,则得到:
P = (ΔR/R)/(ΔL/L) ≈ (Δρ/ρ)/e ≈ Y σL
其中的σL是纵向(沿着[110]晶向)的压阻系数,Y是杨氏d性模量。
在一定应变下,电阻的变化越大,应变计的灵敏度也就越高,因此可把单位应变时的DR/R定义为应变灵敏度G,即有:
G = (ΔR/R)/e = 1+2n+P
量规因子P越大,压阻应变计的灵敏度就越高。对于p型Si[110]压阻应变计,因为σL≈72×10-11Pa-1,Y≈170GPa,则得到P≈122;而对于金属的压阻应变计,则量规因子很小,只有P≈1.7。因此见到,半导体压阻应变计的灵敏度要远高于金属应变计。
压阻效应(piezoresistive effect),物理现场,是指当半导体受到应力作用时,由于应力引起能带的变化,能谷的能量移动,使其电阻率发生变化的现象。
它是C.S史密斯在1954年对硅和锗的电阻率与应力变化特性测试中发现的。半导体压阻传感器已经广泛地应用于航空、化工、航海、动力和医疗等部门
单晶硅时要被选择作为在模拟-数字电路,设计所用的材料中的一种1954由CS史密斯硅和锗的多次发现大的压阻效应。从那时起,它已被广泛用作压力传感器和应变传感器。
半导体中的压阻效应
半导体的压阻效应可能比几何效应大几个数量级,并且在诸如锗,多晶硅,非晶硅,碳化硅和单晶硅等材料中发现。这使得可以制造具有非常高灵敏度的半导体应变仪。
在精确测量中,半导体应变仪通常比金属应变仪对环境条件(尤其是温度)更敏感,并且难以 *** 作。
以上内容参考:压阻效应 - 百度百科
这种汽车压力传感器用于调节带油压助力器的制动系统的油压。它可以检查蓄能器的压力、输出油泵的开或关信号以及油压的异常报警。其内部装有半导体应变仪,在应变仪的帮助下,电阻也随着形状的变化而变化;此外,还有一个金属膜片,通过它,金属膜片应变汽车压力传感器的作用
这种汽车压力传感器用于调节带油压助力器的制动系统的油压。它可以检查蓄能器的压力、输出油泵的开或关信号以及油压的异常报警。其内部装有半导体应变仪,在应变仪的帮助下,电阻也随着形状的变化而变化;此外,还有一个金属膜片,通过它,金属膜片应变仪可以检测到压力变化,并将其转换成电信号,然后输出到外部。。然后,车编辑耐心地向朋友们介绍车压传感器的功能。
压力传感器的功能
一.空气体流量计:
空气体流量计,专门用于测量空气体;注入多少油就注入多少油,严格按比例!这是什么比例~ ~ 14.7: 1!!
二、曲轴位置传感器:
曲轴位置传感器,其功能无可替代;一旦信号丢失,如何发动汽车遥不可及;这时电脑傻了眼,不知道哪个气缸是上死点!!
三.入口压力传感器
用于间接测量空气体;油门真的空高,油门真的空低;True 空低的时候多喷油,中小负荷成正比!如果你需要,很容易找到它。油门后找!
四.凸轮轴位置传感器
大部分安装在分配器中;如果它没有安装在分配器中,请检查凸轮轴的前后!它的工作很简单,专门测量一个气缸的上止点;即使报告是电脑完成的,电脑也离不开它&hellip&hellip
动词 (verb的缩写)节气门位置传感器
负载被它举起;五个工作条件需要牢记,四个与之相关!关断是怠速,信号电压十分之几;开板时负载大,信号电压4.8;不仅要调整发动机,还要调整自耦变压器!
不及物动词氧传感器加热氧传感器
测量排气管中的氧气;用于调节空燃烧比。氧化锆是电解质,自身会产生电动势。长期供氧不足,信号电压0.1;氧气不足时,气体较浓,信号电压为0.9;据此,电脑调节油量,每10秒有8次变化。如果不变,就赶紧换。
爆震传感器压电爆震传感器
大多数安装在 气缸体 中;但一旦测出地震频率(6 ~ 9 kHz),点火角向后移动,爆震相应消失,点火开始向前驱动。调整最佳点火点,始终在爆震区边缘!
功能配置
WH136压力传感器是汽车应用领域待开发的专用产品,广泛应用于汽车、油泵、制冷、空调节设备和空气体压缩机等配套领域。采用进口压力测量装置,结构紧凑,安装方便。良好的电气性能和长期稳定性想让它成为同类行业的首选,拥有ce认证,可以直接替代很多同类进口产品,比如Atlas、MSI、胡巴。产品形状和工艺连接方式可根据用户要求定制。
汽车压力传感器故障
压力传感器是工业实践中最常用的传感器之一,广泛应用于各种工业自动控制环境,涉及水利水电、铁路出行、智能建筑等诸多行业,也是众多工程师常用的传感器。在日常生活中使用和购买压力传感器时,基本上有必要了解它们,尤其是在使用时。如果不知道注意什么,很容易影响机器故障或传感器损坏的发生,或者测量精度下降甚至数据错误。然后,车编辑耐心地向朋友们介绍车内压力传感器故障。
压力传感器的四种常见故障
第一个是如果压力上升,发射器就上不去。在这种情况下,首先检查压力接口是否泄漏或堵塞。如果不是,检查连接方式和电源。如果电源正常,只需加压看看输出是否变化,或者检查传感器零点是否有输出。如果没有变化,说明传感器损坏了,可能是仪器损坏或者是整个系统的其他问题。
二是压力变送器的输出不变,然后压力变送器的输出突然变化,压力变送器的零位回不去,很可能是压力传感器密封圈的问题。通常,由于密封圈的规格,在拧紧传感器以堵塞传感器后,密封圈会被压入传感器的压力入口。施加压力时,压力介质无法进入,但压力高时,密封圈突然打开,压力传感器在压力下发生变化。消除这种故障的最好方法是取下传感器,直接检查零位是否正常。如果零位正常,更换密封圈,再试一次。
三是发射机输出信号不稳定。这种失败可能是压力源的问题。压力源本身就是不稳定的压力,很可能是仪器或压力传感器抗干扰能力弱,传感器本身振动剧烈,传感器故障。四是变送器与指针式压力表对比偏差大。偏差是正常现象,只需确认正常偏差范围;
最后一个容易出现的故障是差压变送器的安装位置与零点输出的关系。由于差压变送器的测量范围较小,变送器中的传感元件将与差压变送器的输出有关。安装时,变送器压敏部分的轴向应垂直于重力方向,安装固定后,将变送器零位调整到标准值。
选择压力传感器时,需要考虑其综合精度,与压力传感器的精度有什么关系?我认为导致传感器错误的因素有很多。我们来谈谈四个不可避免的误差,它们是传感器的初始误差。
压力传感器无法防止的错误
1.偏移误差
由于压力传感器的垂直偏移在整个压力范围内保持不变,传感器扩散和激光调整校正的变化会引起偏移误差。
2.灵敏度误差
误差与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值,灵敏度误差将是压力的递增函数。如果灵敏度低于典型值,灵敏度误差将是压力的递减函数。误差是由扩散过程的变化引起的。
3.线性误差
这是一个与压力传感器初始误差关系不大的因素,它是由硅片的物理非线性引起的,但带放大器的传感器也应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹曲线或凸曲线。
4.滞后误差
在大多数情况下,由于硅片的高机械刚度,压力传感器的迟滞误差可以完全忽略。只要在压力变化很大的大多数情况下考虑滞后误差。
压力传感器的这四个错误是无法避免的。我们只能借助高科技选择高精度的生产设备来减少这些误差,也可以在出厂时做必要的误差校准,尽可能的减少误差。
压力传感器的抗干扰措施
1.保持稳定
大多数传感器会导致&ldquo加班后。漂移&rdquo因此,在购买之前有必要了解传感器的稳定性。这种前期工作可以缩短以后使用中的各种烦恼。
2.压力传感器的包装
传感器的封装,尤其是它的框架,经常被忽视。然而,这将在未来的使用中逐渐暴露其缺点。选择变送器时,需要考虑工作环境、湿度、传感器如何安装、是否会有强烈的冲击或振动等。
3.选择输出信号
压力传感器需要什么样的输出信号:mV、V、mA和频率输出数字输出取决于很多因素,包括传感器与系统调节器或显示器之间的距离,是否存在&ldquo噪音&rdquo或者其他电子干扰信号。要不要放大器,放大器的位置等。对于很多传感器与调节器距离较短的OEM设备来说,毫安输出的传感器是最经济有效的解决方案。如果要放大输出信号,最好使用内置放大功能的传感器。对于远距离传输或强电子干扰信号,最好使用毫安输出或频率输出。
如果射频干扰或电磁干扰指数很高,我们不仅要注意选择毫安或频率输出,还要考虑特殊的保障措施或滤波器。(现在因为各种采集的要求,市面上压力传感器的输出信号种类很多,一般有4-20mA、0-20 mA、0-10V等。,但4-20 mA和0-10 V是相当常用的。我上面引用的这些输出信号中,只有2-20mA是两线制,我们提到的输出是几线制,不包括接地线或屏蔽线。)
4.选择激励电压
输出信号的类型决定了选择哪种激励电压。很多放大传感器内置调压装置,所以其供电电压范围较宽。有些变送器是定量配置的,需要稳定的工作电压。因此,可用的工作电压决定了是否使用带有调节器的传感器。选择变送器时,应综合考虑工作电压和系统成本。
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)