挖掘機壓力感測器作用詳解

　　挖掘機壓力感測器介紹

力敏感測器是使用最廣泛的一種感測器，它是檢測氣體、液體、固體等所有物質間作用力能量的總稱，也包括測量高於大氣壓的壓力計以及測量低於大氣壓的真空計。力敏感測器的'種類甚多、傳統的測量方法是利用彈性元件的形變和位移來表示，但它的體積大、笨重、輸出非線性。隨著微電子技術的發展，利用半導體材料的壓阻效應和良好的彈性，研製出半導體力敏感測器，主要有矽壓阻式和電容式兩種，它們具有體積小、重量輕、靈敏度高等優點，因此半導體力敏感測器得到廣泛應用。當對一塊半導體在某一晶向上施加應力時，其電阻率會產生一定的變化。這種導體電阻率變化和應力之間的相互關係稱為半導體壓阻效應，利用此效應制成的力學量感測器稱為壓阻式力敏感測器，它有兩種型別，一類是將半導體應變計貼上在彈性元件上製成的感測器，稱為貼上型壓阻式感測器，另一類是在半導體材料的基片上用積體電路工藝製成的擴散電阻，使應變計與矽襯底形成同一整體的感測器，稱為擴散型壓阻式感測器。

貼上型壓阻式力敏感測器由四隻半導體應變片接成全橋形式，用粘合劑貼在彈性元件上構成，它具有很高的應變靈敏係數，一般為20～200，因此輸出高，輸出靈敏度一般為15～0mV/V，但易發生零點漂移與蠕變，同時還存在半導體應變片和彈性元件熱膨脹所帶來的溫度漂移等影響。擴散型壓阻式力敏感測器大都採用單晶矽和半導體平面工藝製成的。一般以N 型矽為襯底，採用氧化、擴散等工藝將硼原子沿給定的晶向擴散到n 型矽襯底材料中，形成P 型擴散層。

結果硼擴散區便形成應變電阻，並用襯底形成一個整體，當它受到壓力作用時，應變電阻發生變化，從而使輸出發生變化。

壓阻式力敏感測器有靈敏度高、精度高、體積小、重量輕、工作頻率高、結構簡單、工作可靠、壽命長等特點。

電容式力敏感測器近來得到了迅速發展，這種感測器的核心部分是對壓力敏感的電容器。力敏電容器的電容量是由電極面積和兩個電極間的距離決定。

當矽膜片兩邊存在壓力差時，矽膜片產生形變，電容器極板間的間距發生變化，從而引起電容量的變化。這樣，電容變化量與壓差有關，因此，就可作為力敏感測器。它與壓阻式力敏感測器相比，具有靈敏度高、溫度穩定性好、壓力量程大等特點。