賀德克HYDAC壓力傳感器的彈性敏感元件為一端封閉的薄壁圓筒,其另一端帶有法蘭與被測系統(tǒng)連接。在筒壁上貼有2片或4片應(yīng)變片,其中一半貼在實心部分作為溫度補償片,另一半作為測量應(yīng)變片。當(dāng)沒有壓力時 4片應(yīng)變片組成平衡的全橋式電路;當(dāng)壓力作用于內(nèi)腔時,圓筒變形成“腰鼓形”,賀德克HYDAC壓力傳感器使電橋失去平衡,輸出與壓力成一定關(guān)系的電壓。賀德克HYDAC壓力傳感器在相同工作溫度下,多晶硅壓阻膜與單晶硅壓阻膜相比,可更有效地抑制溫度漂移,有利于長期穩(wěn)定性的實現(xiàn)。多晶硅電阻膜的準(zhǔn)確阻值可以通過光刻手段獲得。使其成為具有環(huán)境感知、數(shù)據(jù)處理、智能控制與數(shù)據(jù)通信功能的智能數(shù)據(jù)終端設(shè)備。其具有自學(xué)習(xí)、自診斷和自補償能力、復(fù)合感知能力以及靈活的通信能力。這樣,賀德克HYDAC壓力傳感器在感知物理世界的時候反饋給物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)就會更準(zhǔn)確,更全面,達到感知的目的。
賀德克HYDAC壓力傳感器不同晶粒有不同的單晶取向,而每一晶粒內(nèi)部有單晶的特征。晶粒與晶粒之間的部位叫做晶界,晶界對其電特性的影響可以通過摻雜原子濃度調(diào)節(jié)。多晶硅膜一般由低壓化學(xué)氣相淀積(LPVCD)法制作而成,其電阻率隨摻硼原子濃度的變化而發(fā)生較大變化。多晶硅膜的電阻率比單晶硅的高,特別在低摻雜原子濃度下,多晶硅電阻率迅速升高。賀德克HYDAC壓力傳感器隨摻雜原子濃度不同,其電阻率可在較寬的數(shù)值范圍內(nèi)變化。多晶硅具有的壓電效應(yīng):壓縮時電阻下降,拉伸時電阻上升。多晶硅電阻應(yīng)變靈敏系統(tǒng)隨摻雜濃度的增加而略有下降。其中縱向應(yīng)變靈敏系數(shù)zui大值約為金屬應(yīng)變計zui大值的30倍,為單晶硅電阻應(yīng)變靈敏系數(shù)zui大值的1/3;橫向應(yīng)靈敏系數(shù),其值隨摻雜濃度出現(xiàn)正負變化,故一般都不采用。此外,賀德克HYDAC壓力傳感器與單晶硅壓阻相比,多晶硅壓阻膜可以在不同的材料襯底上制作,如在介電體(SiO2、Si3N4)上。其制備過程與常規(guī)半導(dǎo)體工藝兼容,且無PN結(jié)隔離問題,因而適合更高工作溫度(t≥200℃)場合使用。
賀德克HYDAC壓力傳感器單晶硅的電阻應(yīng)變靈敏系數(shù)高。在同樣的輸入下,可以得到比金屬應(yīng)變計更高的信號輸出,一般為金屬的10-100倍,能在10^-6級甚至10^-8級上敏感輸入信號。硅材料的制造工藝與集成電路工藝有很好的兼容性,便于微型化、集成化及批量生產(chǎn)。硅可以用許多材料覆蓋,如氮化硅,因而能獲得優(yōu)異的防腐介質(zhì)的保護。具有較好的耐磨性。 綜上所述,硅材料的優(yōu)點可歸為:優(yōu)異的機械特性;便于批量微機械結(jié)構(gòu)和微機電元件;賀德克HYDAC壓力傳感器與微電子集成電路工藝兼容;微機械和微電子線路便于集成。 正是這些優(yōu)點,使硅材料成為制造微機電和微機械結(jié)構(gòu)zui主要的優(yōu)選材料。但是,硅材料對溫度極為敏感,其電阻溫度系統(tǒng)接近于2000×10^-6/K的量級。因此,凡是基于硅的壓阻效應(yīng)為測量原理的傳感器,賀德克HYDAC壓力傳感器必須進行溫度補償,這是不利的一面;而可利用的一面則是,在測量其他參數(shù)的同時,可以直接對溫度進行測量。
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