《传感器与检测技术》半导体扩散硅压阻式压力传感器实验报告三.pdfVIP

《传感器与检测技术》半导体扩散硅压阻式压力传感器实验报告

课程名称：传感器与检测技术实验类型：

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（必填）

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、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。

三、主要实验仪器

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。

四、操作方法和实验步骤

1、了解所需单元、部件、传感器的符号及在仪器上的位置。

图5-1压阻式传感器符号及实验原理示意图

2、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

3、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

4、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：

5、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。

6、当作为压力计使用时，请进行标定。标定方法：拧松皮囊

上的锁紧螺丝，调差放调零旋钮使电压表的读数为零，拧紧锁紧螺丝，

手压皮囊使压力达到所需的最大值40Kpa，调差动放大器的增益使电

压表的指示与压力值的读数一致，这样重复操作，零位、增益调试几

次直到精确为止。

7、实验完毕，关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。

五、实验数据的记录和分析

表5-1压阻输出与压力的关系

压力5101520253035……

电压(mV)