光电开关的光阻式传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。
光阻效应是指:当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形至使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,使载流子的迁移率发生变化,影响了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而不同,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。
单晶硅材料在受到力的作用后,电阻率会发生变化,通过测量电路就可测得正比于力变化的电信号输出。据此分析,施加力的大小。扩散硅压力传感器的结构。
扩散硅光力传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上,制成硅光阻芯片,将此芯片固定外壳之内,然后引出电极引线,这样就可以通过硅膜片感受被测外力了。硅膜片的一侧是与被测压力连通的高压腔,另一侧是与大气连通的低压腔。在硅膜片定域有四条接成全桥的电阻条,其中两条位于光应力区,加两条处于拉应力区,相对于膜片中心对称。
电阻式传感器原理是将输入的机械量应变转换为电阻值变化。电阻变换器的输入 量为材料的长度相对变化量,它是一个无旦纲的相对值,电阻变换器的输出量为电阻值的相对变化量。
若需测量其他物理量,则需要将应变片帖 在相应的弹性元件上,将这些物理量的变化转换为弹怀元件的应变,最后经应变片将应变转换为电阻输出量。光阻传感器的组成框图。 |