壓力傳感器的種類很多,但是壓阻式力傳感器價格低廉,精度高,線性特性好,因此被廣泛使用。該傳感器采用集成工藝,將電阻條集成在單晶硅膜片上,制成硅壓阻芯片,芯片外圍固定封裝在殼體中,引出電極引線。
壓阻式力傳感器也稱為固態(tài)壓力傳感器,它不同于粘性應變計,后者需要通過彈性敏感元件間接感應外力,但需要通過硅膜片直接感應測得的壓力。硅膜片的一側是與待測壓力相連的高壓腔,另一側是與大氣相連的低壓腔。
硅膜片通常設計成圓形,外圍固定,直徑與厚度之比約為20-60,四個P雜質電阻條在N型局部圓形硅膜片中擴散并連接以形成全橋。它們中的兩個位于壓應力區(qū)域,另外兩個位于拉應力區(qū)域,相對于膜片的中心對稱。硅圓柱敏感元件也沿硅圓柱表面的特定晶面的特定方向擴散以形成電阻條。兩個抗拉應力條和另外兩個抗壓應力條形成一個全橋。
壓力是航空航天工業(yè)中的關鍵參數,對靜態(tài)和動態(tài)壓力,分壓以及整個壓力場的測量要求很高的精度。壓阻式力傳感器是用于此目的的理想傳感器。例如,它用于測量直升機機翼的氣流壓力分布,測試發(fā)動機進氣口的動態(tài)變形,葉柵的脈動壓力以及機翼的抖動。