硅膜片的一面是與被測壓力連通的高壓腔,另一面是與大氣連通的低壓腔。硅膜片一般設(shè)計成周邊固支的圓形,直徑與厚度比約為20~60。在圓形硅膜片(N型)定域擴散4條P雜質(zhì)電阻條,并接成全橋,其中兩條位于壓應(yīng)力區(qū),另兩條處于拉應(yīng)力區(qū),相對于膜片中心對稱。兩種微型壓力傳感器的膜片,單位為毫米。此外,也有采用方形硅膜片和硅柱形敏感元件的。硅柱形敏感元件也是在硅柱面某一晶面的一定方向上擴散制作電阻條,兩條受拉應(yīng)力的電阻條與另兩條受壓應(yīng)力的電阻條構(gòu)成全橋。
壓阻式傳感器還有效地應(yīng)用于爆炸壓力和沖擊波的測量、真空測量、監(jiān)測和控制汽車發(fā)動機的性能以及諸如測量槍炮膛內(nèi)壓力、發(fā)射沖擊波等兵器方面的測量。此外,在油井壓力測量、隨鉆測向和測位地下密封電纜故障點的檢測以及流量和液位測量等方面都廣泛應(yīng)用壓阻式傳感器。隨著微電子技術(shù)和計算機的進一步發(fā)展,壓阻式傳感器的應(yīng)用還將迅速發(fā)展。
由于固態(tài)壓阻壓力傳感器的感受,敏感轉(zhuǎn)換和檢測三部分由同一個元件實現(xiàn),沒有中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),所以不重復(fù)性和遲滯誤差極小。同時由于硅單晶本身剛度很大,形變很小,保證了良好的線性,因此綜合靜態(tài)精度很高。 體積小、重量輕、動態(tài)頻響高:由于芯體采用集成工藝,又無傳動部件,因此體積小,重量輕。小尺寸芯片加上硅的彈性模數(shù),敏感元件的固有頻率很高。在動態(tài)應(yīng)用時,動態(tài)精度高,使用頻帶寬,合理選擇設(shè)計傳感器外型,使用帶寬可以從零頻至100千赫茲。
實際上,交叉靈敏度反映了在不同應(yīng)變時,溫度靈敏度不是一個常數(shù),而是隨著應(yīng)變的變化而變化,交叉靈敏度的大小描述了溫度靈敏度偏離常數(shù)的程度。實驗中通過在不同應(yīng)變下測量溫度靈敏度,作出ST-ε曲線,該曲線的斜率便反映了交叉靈敏度的大小。

