【正文】 片。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。壓阻系數(shù)隨擴(kuò)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。溫度升高時，壓阻系數(shù)變??；溫度降低時，壓阻系數(shù)變大。 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。其缺點(diǎn)是溫度影響較大（有時需進(jìn)行溫度補(bǔ)償）、工藝較復(fù)雜和造價高等。圖1 總線節(jié)點(diǎn)分布圖 圖2 軟件架構(gòu)該制造工藝流程允許所有標(biāo)準(zhǔn)CMOS步驟均可出現(xiàn)在裝配工藝前段。 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(jìn)入數(shù)字處理器計(jì)算當(dāng)前溫度和壓力下的補(bǔ)償后壓力輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC輸出模擬信號。顯而易見,在汽車常用的工作溫區(qū),溫度引入的讀出誤差達(dá)到了10%左右,這顯然是不允許的。而單片機(jī)集成電路雖然降低了成本和尺寸 但在整合信號調(diào)理電路和傳感元件方面，存在制作工藝上的限制。70年代以來制成了周邊固定支撐的電阻和硅膜片的一體化硅杯式擴(kuò)散型壓力傳感器。而另一個相移振蕩器則相反，電阻減小，使輸出頻率增加為f1’。 （3）測量橋路及溫度補(bǔ)償由于制造、溫度影響等原因，電橋存在失調(diào)、零位溫漂、靈敏度溫度系數(shù)和非線性等問題，影響傳感器的準(zhǔn)確性。硅壓阻傳感器的芯片，就是選擇壓阻效應(yīng)最大的晶向來布置電阻條。單晶硅材料在受到力的作用后，電阻率發(fā)生變化，通過測量電路就可得到正比于力變化的電信號輸出。 當(dāng)力作用于硅晶體時，晶體的晶格產(chǎn)生變形,使載流子從一個能谷向另一個能谷散射,引起載流子的遷移率發(fā)生變化，擾動了載流子縱向和橫向的平均量，從而使硅的電阻率發(fā)生變化。利用在電源回路中串聯(lián)二極管的方法進(jìn)行補(bǔ)償。所以可采用如圖所示的恒流源供電電路，它采用雙電源供電以避免共模干擾。四 壓阻式傳感器在汽車測試技術(shù)中的應(yīng)用 目前壓力傳感器廣泛地應(yīng)用在汽車上。微機(jī)械加丁步驟一一在玻璃底板上刻蝕出壓力敏感掩膜，陽極焊點(diǎn)形成絕對壓力結(jié)構(gòu)，硅刻蝕工藝不停地在測深、劃片和檢查—— 在電路完成后重復(fù)執(zhí)行。而溫度補(bǔ)償則可以通過通訊接口將參數(shù)寫入EEPROM 供數(shù)字處理器計(jì)算時調(diào)用。圖4為一組實(shí)測得的未補(bǔ)償過的傳感器的寬溫度范圍溫度壓力曲線圖。 將信號調(diào)理電路和傳感元件結(jié)合起來的傳統(tǒng)方式只是技術(shù)和商業(yè)上的折中結(jié)果，換句話說，這是產(chǎn)品成本和性能之間的權(quán)衡。這兩種傳感器都同樣采用粘片結(jié)構(gòu)，因而存在滯后和蠕變大、固有頻率低、不適于動態(tài)測量以及難于小型化和集成化、精度不高等缺點(diǎn)。在被測壓力作用下，一個相移振蕩器由于電阻增加，輸出頻率減少為fl。智能壓阻式壓力傳感器利用微處理器對非線性和溫度進(jìn)行補(bǔ)償。單晶硅是各向異性材料，取向不同，則壓阻效應(yīng)不同。壓阻式傳感器用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹浚ㄈ缫何?、加速度、重量、?yīng)變、流量、真空度）的測量和控制。這種變化隨晶體的取向不同而異，因此硅的壓阻效應(yīng)與晶體的取向有關(guān)。它是把擴(kuò)散在硅膜片上四個等值電阻接成惠斯登電橋電路，輸出與應(yīng)變也即與壓力成比例的模擬電壓。電流