壓阻式傳感器的結(jié)構(gòu)原理及其在汽車測試中的應(yīng)用研究-文庫吧在線文庫
【正文】 。 圖3 圖4 在溫度傳感器的輔助作用下通過信號轉(zhuǎn)換開關(guān)分時讀取壓力與溫度的數(shù)值,通過可編程增益放大器將微弱信號放大,再經(jīng)過ADC量化傳感器的信號進入數(shù)字處理器計算當前溫度和壓力下的補償后壓力輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC輸出模擬信號。但是單晶硅材料的傳感器屬于半導體傳感器其受溫度的影響比較大。圖1 總線節(jié)點分布圖 圖2 軟件架構(gòu)該制造工藝流程允許所有標準CMOS步驟均可出現(xiàn)在裝配工藝前段。 以前的背景壓阻式壓力傳感器都需要信號調(diào)理電路(signaI—conditioning circuitry)來實現(xiàn)與其他電子控制系統(tǒng)的互換(in changeahjl1 y)和兼容。其缺點是溫度影響較大（有時需進行溫度補償）、工藝較復(fù)雜和造價高等。后來在 N型硅片上定域擴散P型雜質(zhì)形成電阻條，并接成電橋,制成芯片。 可以看出輸出電壓V與溫度無關(guān)，這就消除了溫度對傳感器輸出信號的影響。即溫度升高時，壓阻系數(shù)變??；溫度降低時，壓阻系數(shù)變大。四個電阻的配置位置： 按膜片上徑向應(yīng)力σr和切向應(yīng)力σt的分布情況確定。壓阻系數(shù)隨擴散雜質(zhì)濃度的增加而減??；表面雜質(zhì)濃度相同時，P型硅的壓阻系數(shù)值比N型硅的（絕對）值高，因此選P型硅有利于提高敏感元件的靈敏度。為了說明晶格點陣的配置和確定晶面的位置， 通常引進一組對稱軸，稱為晶軸，用X、Y、Z表示。關(guān)鍵詞：傳感器，壓阻，汽車，測試一 壓阻式傳感器的結(jié)構(gòu)原理 壓阻式傳感器（piezoresistance type transducer）是指利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。 對半導體材料而言，πl(wèi) E (1+μ)，故(1+μ)項可以忽略 半導體材料的電阻值變化，主要是由電阻率變化引起的，而電阻率ρ的變化是由應(yīng)變引起的 半導體單晶的應(yīng)變靈敏系數(shù)可表示 半導體的應(yīng)變靈敏系數(shù)還與摻雜濃度有關(guān)，它隨雜質(zhì)的增加而減小晶向的表示方法 結(jié)晶體是具有多面體形態(tài)的固體，由分子、原子或離子有規(guī)則排列而成。同時利用硅晶體各向異性、腐蝕速率不同的特性，采用腐蝕工藝來制造硅杯形的壓阻芯片。R為應(yīng)變片阻值， ΔR為應(yīng)變片阻值變化， ΔRt為環(huán)境溫度變化受環(huán)境溫度引起阻值的變化恒流源 電橋輸出電壓與ΔR成正比，環(huán)境溫度的變化對其沒有影響。減少與補償誤差措施1. 測量電橋 2. 零點溫度補償 3. 靈敏度溫度補償 1測量電橋 假設(shè)ΔRT為溫度引起的電阻變化 電橋的輸出為 恒流源供電的全橋差動電路，電橋的輸出電壓與電阻變化成正比，與恒流源 電流成正比，但與溫度無關(guān)，因此測量不受溫度的影響。從圖417 a)中可以看到還有一電阻Rt，它是測溫電阻，位于應(yīng)變?yōu)榱愕牡胤?，因此壓力對它不發(fā)生影響，它的作用是反映單晶硅膜片的真實溫度。這時頻率△f為頻率差△f的變化就反映了壓力的變化值。失調(diào)電流、電壓、噪聲和漂移都很小。它不僅克服了粘片結(jié)構(gòu)的固有缺陷，而且能將電阻條、補償電路和信號調(diào)整電路集成在一塊硅片上，甚至將微型處
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