С начала 1980-х годов большое внимание привлекает технология, поверхностной микромеханики.

С начала 1980-х годов большое внимание привлекает технология, поверхностной микромеханики. Как видно из названия, чувствительный элемент располагается в тонком слое на поверхности подложки. Преимущества этой технологии заключаются в уменьшении размеров чувствительного элемента на порядок по сравнению с устройствами объемной микромеханики и относительной простоте интеграции регистрирующей схемы с чувствительным элементом. Недостаток состоит в том, что из-за малых размеров приборов их чувствительность ниже, чем у приборов объемной микромеханики. Следовательно, для усиления сигнала требуется дополнительная электрическая схема.

В промышленных масштабах производятся механические микросенсоры для измерения деформаций, давления, ускорения и потока газа. Принцип действия таких приборов основан на том, что измеряемая величина изменяет какую-либо механическую характеристику первичного преобразователя. Это изменение преобразуется с использованием определенных физических эффектов (емкостного, тензорезистивного или реже применяемого пьезоэлектрического) в электрический сигнал.

Как известно, pnпереходов обладает чувствительностью к давлению. Ширина запрещенной зоны изменяется пропорционально действующему давлению. Основываясь на этой закономерности, можно использовать диоды, биполярные транзисторы и МОП полевые транзисторы для создания миниатюрных датчиков давления. Однако с их помощью можно измерять лишь относительно высокие давления и пока еще сложно получить воспроизводимые характеристики, что не позволяет использовать такие устройства для коммерческого применения.

В полупроводниковых преобразователях наблюдается эффект, подобный используемому в металлических датчиках деформаций, в которых при деформации меняется сопротивление. Этот эффект называют тензорезистивным эффектом. Коэффициент тензочувствительности Gтензодатчика определяется выражением:

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector