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压阻式称重模块的结构与特性

发布日期:2016-02-29 09:17
信息摘要:
压阻式称重模块是一种新型的称重元件,它能将称重传感器,负荷传递装置和安装连接件等部件组合在一起,可以非常方便地和各种形状的机械装置相连接,组成称重系统。非常方便地和各种形状的机械装置相连接,组成一套称重系统。...
压阻式称重模块是一种新型的称重元件,它能将称重传感器,负荷传递装置和安装连接件等部件组合在一起,可以非常方便地和各种形状的机械装置相连接,组成称重系统。非常方便地和各种形状的机械装置相连接,组成一套称重系统。

压阻式称重模块的结构与特性:
1.半导体应变计的结构
半导体应变计的典型结构,它是单晶锭按一定的晶轴方向切成薄片。对它进行研磨加工,再经过光刻腐蚀后切成细条、然后安装内引线,并粘接征贴有接头的基底上,最后安装外引线而成。敏感栅的形状可制成直条形,也可制成U形成w形,敏感栅的长度一般为1mm~9mm。基底的作用足使应变计容易安装并增大粘贴面积,同时使栅体均试件绝缘,若要求用小面积的应变计时,可用无基地的应变计直接粘贴。
 
2.扩散型压阻称重模块的结构和工作原理
扩散型压阻传感器的结构它是由外壳、硅杯和引线等组成,其核心部份是一块圆形的硅膜片。通常将膜片制作在硅相上形成一体结构,以减小膜片与基座连接所带来的性能变化。在膜片上利用集成电路工艺扩散了四个阻值相等的电阻,并构成电桥,这就是硅压阻式力敏元件的压阻芯片膜片的两边有两个压力腔,一个是和被测系统相连接的高压腔。另—个是低压控,通常相大气相通当膜片两边存在压力差时,膜片上各点就有应力。四个扩散电阻的阻值就发生变化。使电桥失去平斑.输出相应的电压:输出电压和膜片两边。
 
3.敏感元件的制作与工艺
硅杯芯片是压阻式传感器的核心部件,是关键的力敏器件,在硅膜片上的特定部位有采用硅平面集成电路工艺制作的力敏电阻。
 
制作砧膜片是工艺中的关键工艺之一,传统的压阻传感器采用机械研磨法即用高速旋转的金刚砂磨轮采用范成法制作硅膜片,在制作过程中还要注意硅杯膜片与正面电阻图形他置对推等问题。由于硅杯膜片的厚度特别薄(只有几个微米),所以.注加工过程中需特别精心,执行“三不”(即不用手摸、不用机械测头测量、不腐蚀处不涂蜡)。现在为满足大规模生产的需要,已采用微机械加工工艺。用可控厚的各向异性或备向同性硅腐蚀技术在同一大片的硅片上同时进行化学腐蚀.形成成百上千的微型砧杯v代替单个加T:的机械磨杯工艺;用大片静电封接工艺或硅—硅触封工艺解决封装问题;用红外双面光刻:[艺解决44透明物体双面对推的特殊问题。这些先进广艺经过历次攻关.已经在商关的传感器同家工程研纪中心如沈阳仪表科学研究院等单位实施、并获得较好的效果
 
4.陶瓷压阻称重模块
陶瓷足—种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的新型敏感材料。由于其具有极好的抗腐蚀特性,使得几子各种流体都可以与陶瓷膜片宜接接触进行测量,且容易清理,陶瓷具有极好的热稳定特性,采取特殊的工艺可使该恰感器较高的温度范围内工作.灾现高灵浓度、砌精度和尚稳定性的结合。它适应各种恶劣环境,耐冰冻、结晶和憨稠介质,其最大特点足抗过载能力叮达员程的100倍,彻底解决了其他类型传感器没有小量程及在小量程时过载能力并的缺点。它在敏感技术中具合放大的技术潜力。
 
5.主要特性
1)应变-电阻特性
半导体旧变计的应文—电阻特性,在数百微应变内呈线性,但在较大的应变范围内则小现非线性—为厂提高传感器应变  电阻的线件废.通常对于粘贴血变引的膜片预先加压缩应变当掺杂浓度增加、灵敏皮系数就减小。
 
2)电阻-温度特性
半导体应变计也和金属庇变计一样,温度的变化会引起电阻变化。硅和锗的电阻温度系数很大比康铜、卡玛等金属大得多,而半导体的线膨胀系数大约为3.2x l0的六次方摄氏度,比被测试件小得多,同时灵敏度系数也大,输出电比包起比金属应变计大。当杂质浓度增加时,温度变化减小。
 
3)灵敏系数—温度特性:
半导体的比肌系数于温度的关系为决定的常数。半导体应变计的温度系数一般在(0.1%~0.3%摄氏度)的范围内。因此,在温度变化的环境下工作,必须考虑温度补偿问题。

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关键词: 压阻式称重模块的结构与特性,压阻式传感器的结构与特性

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