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学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。——黄睎
半导体扩散硅压阻式压力传感器实验
一、实验目的
了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。
二、基本原理
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。
四、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。
穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》
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。
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：
压阻输出与电压的关系
压力
电压
mV
3、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，
臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥
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、注意事项
1、如在实验中压力不稳定，应检查加压气体回路是否有漏气现象。
气囊上单向调节阀的锁紧螺丝是否拧紧。
2、如读数误差较大，应检查气管是否有折压现象，造成传感器的供
气压力不均匀。
3、如觉得差动放大器增益不理想，可调整其“增益”旋钮，不过此
时应重新调整零位。调好以后在整个实验过程中不得再改变其位置。
4、拆实验连接线时要注意手要拿住连接线头部拉起，以免拉断实验
连接线。
六、思考题：
差压传感器是否可用作真空度以及负压测试？
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