2.2  压阻式传感器

压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应而构成。采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于传感器腔内。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生于被测压力成正比的变化，再由桥式电路获相应的电压输出信号。压阻式传感器是利用半导体的压阻效应和集成电路技术制成的新型传感器。压阻效应是在半导体材料上施加作用力时，其电阻率发生显著变化的现象。

2.2.1 压阻式压力传感器的工作原理与结构

结构如图所示。

其核心部分是一块沿某晶向切割的N型的圆形硅膜片。在膜片上利用集成电路工艺方法扩散上四个阻值相等的P型电阻。用导线将其构成平衡电桥。膜片的四周用圆硅环（硅杯）固定，其下部是与被测系统相连的高压腔，上部一般可与大气相通。在被测压力P作用下，膜片产生应力和应变。当时，径向应力为零值。四个电阻沿内侧的电阻承受的为正值，即拉应力，外侧的电阻承受的是负值，即压应力。使四个电阻接入差动电桥，初始状态平衡，受力P后，差动电桥输出与P相对应。为了保证较好的测量线性度，要控制膜片边缘处径向应变。压阻式压力传感器由于弹性元件与变换元件一体化，尺寸小，其固有频率很高，可以测频率范围很宽的脉动压力。压阻式压力传感器广泛用于流体压力、差压、液位等的测量。特别是它的体积小，最小的传感器可为0.8mm，在生物医学上可以测量血管内压、颅内压等参数。