德國賀德克HYDAC壓力傳感器EDS1791-N-400工作原理

德國賀德克HYDAC壓力傳感器EDS1791-N-400在應力作用下發(fā)生變化的原理制成的各種壓敏二極管或晶體管。這種壓力敏感元件的性能很不穩(wěn)定，未得到很大的發(fā)展。另一類是根據(jù)半導體壓阻效應構(gòu)成的傳感器，這是半導體壓力傳感器的主要品種。將生物量轉(zhuǎn)換成電信號的器件，往往利用膜的選擇作用、酶的生化反應和免疫反應，通過測量反應生成物或消耗物的數(shù)量達到檢測的目的。生物敏感傳感器所用的敏感功能材料是蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)分子只能同特定物質(zhì)起化學反應。通常利用的生物學效應有抗原抗體反應、酶作用下的氧化反應、微生物活組織和細胞的呼吸功能等將半導體應變片粘貼在彈性元件上，制成各種應力和應變的測量儀器。60年代，隨著半導體集成電路技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了由擴散電阻作為壓阻元件的半導體壓力傳感器。

這種壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡單可靠，沒有相對運動部件，傳感器的壓力敏感元件和彈性元件合為一體，免除了機械滯后和蠕變，提高了傳感器的性能。壓阻電橋的輸出電壓直接與應變(ε)成正比，與電阻溫度系數(shù)引起的RT無關(guān),這使傳感器的溫度漂移大大減小。壓力傳感器中應用的是一種檢測流體壓力的傳感器。其主要結(jié)構(gòu)是全部由單晶硅材料構(gòu)成的膜盒膜片制成杯狀,杯底是承受外力的部分，壓力電橋就制作在杯底上面。用同樣的硅單晶材料制成圓環(huán)臺座，然后把膜片粘結(jié)在臺座上。這種壓力傳感器具有靈敏度高半導體的壓阻效應 　半導體具有一種與外力有關(guān)的特性，即電阻率壓阻效應被用來制成各種壓力、應力、應變、速度、加速度傳感器，把力學量轉(zhuǎn)換成電信號。

例如：壓阻加速度傳感器是在其內(nèi)腔的硅梁根部集成壓阻橋（其布置與電橋相似），壓阻橋的一端固定在傳感器基座上，另一端掛懸著質(zhì)量塊。當傳感器裝在被測物體上隨之運動時，傳感器具有與被測件相同的加速度，質(zhì)量塊按牛頓定律（第二定律）產(chǎn)生力作用于硅梁上，形成應力，使電阻橋受應力作用而引起其電阻值變化。用其制成的電阻器的電阻值在常溫范圍下隨溫度變化極小，因此被廣泛采用將很容易地超過MHz門限；而另一方面采用模擬信號大大減少了上述麻煩，并有能力模擬編碼器的大量脈沖。這要感謝正弦和余弦信號的內(nèi)插法，它為旋轉(zhuǎn)角度提供了計算方法。

這種方法可以獲得基本正弦的高倍增加，適合于作標準電阻。已知材料的ρ值隨溫度而變化的規(guī)律后，可制成電阻式溫度計來測量溫度。半導體材料的a一般是負值且有較大的量值。制成的電阻式溫度計具有較高的靈敏度。有些金屬（如Nb和Pb）或它們的化合物，當溫度降到幾K或十幾K（絕對溫度）時，ρ突然減少到接近0，出現(xiàn)超導現(xiàn)象，超導材料有廣泛的應用前景。利用材料的ρ隨磁場或所受應力而改變的性質(zhì)把輸入與輸出導線引出傳感器，可得到相應的電壓輸出值。該電壓輸出值表征了物體的加速度隨所承受的應力而改變，稱為壓阻效應。單位應力作用下所產(chǎn)生的電阻率的相對變化