《传感器与检测技术》半导体扩散硅压阻式压力传感器实验报告三.pdf
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《传感器与检测技术》半导体扩散硅压阻式压力传感器实验报告
课程名称：传感器与检测技术实验类型：
实验项目名称：半导体扩散硅压阻式压力传感器实验
一、实验目的和要求（必填）
了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。
二、实验原理
压阻式传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应，在半导体受
力变形时会暂时改变晶体结构的对称性，因而改变了半导体的导电
机理，是的它的电阻率发生变化，这种物理现象称之为半导体的压
阻效应。一般半导体一般采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在
它的上面直接蒸镀扩散出多个半导体电阻应变薄膜（扩散出P型或
N型电阻条）组成电桥。在压力（压强）作用下弹性元件产生应力，
半导体电阻应变薄膜的电阻率产生很大的变化，引起电阻的变化，
经电桥转换成电压输出，则其输出电压的变化反映了所受到的压力
的变化。三、需用器件与单元：主、副电源、可调直流稳压电源、
差动放大器、电压/频率表、压阻式传感器、压力表及加压配件。
三、主要实验仪器
主、副电源、可调直流稳压电源、差动放大器、电压/频率表、压阻
式传感器、压力表及加压配件。
四、操作方法和实验步骤
1、了解所需单元、部件、传感器的符号及在仪器上的位置。
图5-1压阻式传感器符号及实验原理示意图
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2、按图5-2将连接，注意接线正确，否则容易损坏元器件，
差放接成同相反相均可。
图5-2压阻式实验接线图
3、按图5-3接好传感器供压回路，传感器具有两个气咀，上
面的是高压咀，下面的是低压咀，当高压咀接入正压力时（相对于低
压咀）输出为正电压，反之为负。将引压胶管接到高压咀（或低压咀），
将加压皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝拧紧，使压力表示数指示为
0Kpa。
图7-3供压回路安装示意图
4、开启主、副电源，可调直流稳压电源选择±4V档，电压/频
率表量程切换开关置2V档，调节差放调零旋钮，使电压/频率表示数
为零，记下此时电压/频率表读数。
轻按加压皮囊，注意不要用力太大，每隔5Kpa记录电压/频率
表读数并填入下表5-1：
5、根据所得的结果计算系统灵敏度S=ΔV/ΔP关系曲线，找出
线性区域。
6、当作为压力计使用时，请进行标定。标定方法：拧松皮囊
上的锁紧螺丝，调差放调零旋钮使电压表的读数为零，拧紧锁紧螺丝，
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手压皮囊使压力达到所需的最大值40Kpa，调差动放大器的增益使电
压表的指示与压力值的读数一致，这样重复操作，零位、增益调试几
次直到精确为止。
7、实验完毕，关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。
五、实验数据的记录和分析
表5-1压阻输出与压力的关系
压力5101520253035……
电压(mV)
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