Δομή πιεζοαντιστατικού αισθητήρα

Σε αυτόν τον αισθητήρα, η λωρίδα αντίστασης είναι ενσωματωμένη στο διάφραγμα μονοκρυσταλλικού πυριτίου με διαδικασία ενσωμάτωσης για να δημιουργήσει ένα πιεζοαντιστατικό τσιπ πυριτίου και η περιφέρεια αυτού του τσιπ συσκευάζεται σταθερά στο κέλυφος και οι αγωγοί του ηλεκτροδίου οδηγούνται έξω. Ο αισθητήρας πιεζοαντίστασης, γνωστός και ως αισθητήρας πίεσης στερεάς κατάστασης, είναι διαφορετικός από τον μετρητή τάσης κόλλας, ο οποίος πρέπει να αισθάνεται την εξωτερική δύναμη έμμεσα μέσω ελαστικών ευαίσθητων στοιχείων, αλλά αισθάνεται άμεσα τη μετρούμενη πίεση μέσω του διαφράγματος πυριτίου.

Η μία πλευρά του διαφράγματος πυριτίου είναι μια κοιλότητα υψηλής πίεσης που επικοινωνεί με τη μετρούμενη πίεση και η άλλη πλευρά είναι μια κοιλότητα χαμηλής πίεσης που επικοινωνεί με την ατμόσφαιρα. Γενικά, το διάφραγμα πυριτίου σχεδιάζεται ως κύκλος με σταθερή περιφέρεια και η αναλογία διαμέτρου προς πάχος είναι περίπου 20 ~ 60. Τέσσερις λωρίδες αντίστασης ακαθαρσίας P διαχέονται τοπικά στο κυκλικό διάφραγμα πυριτίου και συνδέονται σε μια πλήρη γέφυρα, δύο από τις οποίες βρίσκονται στη ζώνη θλιπτικής τάσης και οι άλλες δύο βρίσκονται στη ζώνη εφελκυστικής τάσης, οι οποίες είναι συμμετρικές ως προς το κέντρο του διαφράγματος.

Επιπλέον, υπάρχουν επίσης τετράγωνο διάφραγμα πυριτίου και αισθητήρας στήλης πυριτίου. Ο κυλινδρικός αισθητήρας πυριτίου είναι επίσης κατασκευασμένος από λωρίδες αντίστασης με διάχυση σε μια ορισμένη κατεύθυνση ενός κρυσταλλικού επιπέδου του κυλίνδρου πυριτίου και δύο λωρίδες αντίστασης σε εφελκυσμό και δύο λωρίδες αντίστασης θλίψης σχηματίζουν μια πλήρη γέφυρα.

Ο αισθητήρας πιεζοβολίας είναι μια συσκευή που κατασκευάζεται με αντίσταση διάχυσης στο υπόστρωμα του ημιαγωγικού υλικού σύμφωνα με την πιεζοαντιστική επίδραση του υλικού ημιαγωγού. Το υπόστρωμά του μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας ως αισθητήρας μέτρησης και η αντίσταση διάχυσης συνδέεται στο υπόστρωμα με τη μορφή γέφυρας.

Όταν το υπόστρωμα παραμορφωθεί από εξωτερική δύναμη, οι τιμές αντίστασης θα αλλάξουν και η γέφυρα θα παράγει την αντίστοιχη μη ισορροπημένη έξοδο. Τα υποστρώματα (ή τα διαφράγματα) που χρησιμοποιούνται ως πιεζοαντιστικοί αισθητήρες είναι κυρίως γκοφρέτες πυριτίου και γκοφρέτες γερμανίου. Οι πιεζοαντιστικοί αισθητήρες πυριτίου κατασκευασμένοι από γκοφρέτες πυριτίου ως ευαίσθητα υλικά προσελκύουν όλο και περισσότερη προσοχή, ειδικά οι πιεζοαντιστικοί αισθητήρες στερεάς κατάστασης για τη μέτρηση της πίεσης και της ταχύτητας είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι.