Silikon bosim datchiklarining imkoniyatlari va chegaralari

Hozirda mavjud bo'lgan yoki yaqin kelajakda sotiladigan bosim sensorlari sig'imli va piezorezistiv sensorlar toifalariga tegishli.

Kapasitiv bosim sezgichlarining asosi nozik bir kristalli yoki polikristalli silikon diafragma hisoblanadi. Metrologik nuqtai nazardan, bu sensorlar yuqori bosim sezgirligi va sezilarli darajada past harorat sezgirligi bilan ajralib turadi. Ular taxminan 300 daraja haroratda ishlaydi va deyarli histerezsiz qoladi. Boshqa tomondan, ular chiziqli emas, lekin ularning xatti-harakatlari ularning normallashtirilgan javoblari bilan to'liq aniqlanadi. Piezorezistiv datchiklar kremniy diafragmalardan iborat bo'lib, ularda kuchlanish o'lchagichlar yotqiziladi yoki implantatsiya qilinadi. Diafragma kuchlanish kuchaytirgich sifatida ishlaydi. Ushbu sensorlar past darajadagi stressga chiziqli javob beradi. Monokristalli kremniy o'lchagichlar lazer bilan qayta kristallangan polisilikon o'lchagichlarga qaraganda ikki yoki uch baravar yuqori bosim sezgirligi bilan tavsiflanadi. Piezorezistiv sensorlar bilan duch keladigan asosiy muammo ularning yuqori haroratga sezgirligi bo'lib, uni rezistorli kompensatsiya tarmoqlari yordamida kamaytirish kerak. Diffuzlangan yoki diafragma ichiga o'rnatilgan o'lchagichli datchiklar 200 gradusgacha ishlay olishi kerak, yotqizilgan o'lchagichlar esa harorat oralig'ini 300 darajagacha uzaytiradi. Normallashtirilgan javoblarni taqqoslash shuni ko'rsatadiki, piezorezistiv sensorlarning bosimiga sezgirligi sig'imli sensorlarga qaraganda kamroq.

Kremniy bosim datchiklarining boshqa navlari qatorida MOST o'lchagich sensorlari hamda rezonans sensorlari chastotali modulyatsiyalangan chiqishni berish afzalligini taklif qiladi. Mutlaq vakuumni o'lchash uchun miniatyura sig'imli diafragma o'lchagich

Iqtibos iqtibos:

Xona haroratida kremniy qiymati taxminan 300 MPa dan 7 GPa [27,28] gacha bo'lgan sinish stressi dizaynda e'tiborga olinishi kerak bo'lgan juda muhim parametrdir. Maksimal kuchlanish sinish kuchlanishidan kattaroq bo'lsa, diafragma parchalanishi mumkin [29]. Shuning uchun diafragmaning yuqori bosim ostida xavfsiz ishlashi uchun ba'zi himoya choralarini ko'rish kerak.

Annotatsiyani ko'rsatish:

Sovutishni optimallashtirish va in situ monitoringi uchun harorat va bosim o'rnatilgan sensorli SOI o'rnatilgan issiqlik tarqatuvchisi

2011, Materialshunoslik va muhandislik B: Ilg'or texnologiyalar uchun qattiq holatdagi materiallar

Iqtibos iqtibos:

Nozik elementlar Wheatstone ko'prigi konfiguratsiyasida ulangan kristalli Si (4-rasm) dagi doplangan hududlardan tashkil topgan piezorezistorlardir. Membranaga bosim qo'llanilganda, tekislikdagi kuchlanish tashuvchining harakatchanligini o'zgartiradi, o'lchagichlarning elektr qarshiligini o'zgartiradi va shuning uchun ko'prik chiqishida nolga teng bo'lmagan chiqish kuchlanishini hosil qiladi [14]. Piezorezistiv koeffitsientlar doping turiga va konsentratsiyasiga, harorat va kristall yo'nalishga bog'liq [15,16], maksimal qarshilik o'zgarishi doping turiga bog'liq bo'lgan kristal yo'nalishi bo'ylab erishiladi.