半導(dǎo)體應(yīng)變片的原理和應(yīng)用

半導(dǎo)體應(yīng)變片的原理和應(yīng)用

利用半導(dǎo)體單晶硅的壓阻效應(yīng)制成的一種敏感元件，又稱半導(dǎo)體應(yīng)變片。

壓阻效應(yīng)是半導(dǎo)體晶體材料在某一方向受力產(chǎn)生變形時材料的電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象(見壓阻式傳感器)。半導(dǎo)體應(yīng)變片需要粘貼在試件上測量試件應(yīng)變或粘貼在彈性敏感元件上間接地感受被測外力。利用不同構(gòu)形的彈性敏感元件可測量各種物體的應(yīng)力、應(yīng)變、壓力、扭矩、加速度等機械量。半導(dǎo)體應(yīng)變片與電阻應(yīng)變片(見電阻應(yīng)變片)相比，具有靈敏系數(shù)高(約高50~100倍)、機械滯后小、體積小、耗電少等優(yōu)點。P型和N型硅的靈敏系數(shù)符號相反，適于接成電橋的相鄰兩臂測量同一應(yīng)力。

早期的半導(dǎo)體應(yīng)變片采用機械加工、化學(xué)腐蝕等方法制成,稱為體型半導(dǎo)體應(yīng)變片。它的缺點是電陰和靈敏系數(shù)的溫度系數(shù)大、非線性大和分散性大等。這曾限制了它的應(yīng)用和發(fā)展。自70年代以來，隨著半導(dǎo)體集成電路工藝的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)擴散型、外延型和薄膜型半導(dǎo)體應(yīng)變片，上述缺點得到一定克服。半導(dǎo)體應(yīng)變片主要應(yīng)用于飛機、車輛、船舶、機床、橋梁等各種設(shè)備的機械量測量,.

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