半导体应变片的原理和应用

半导体应变片的原理和应用

利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件，又称半导体应变片。

压阻效应是半导体晶体材料在某一方向受力产生变形时材料的电阻率发生变化的现象(见压阻式传感器)。半导体应变片需要粘贴在试件上测量试件应变或粘贴在弹性敏感元件上间接地感受被测外力。利用不同构形的弹性敏感元件可测量各种物体的应力、应变、压力、扭矩、加速度等机械量。半导体应变片与电阻应变片(见电阻应变片)相比，具有灵敏系数高(约高50~100倍)、机械滞后小、体积小、耗电少等优点。P型和N型硅的灵敏系数符号相反，适于接成电桥的相邻两臂测量同一应力。

早期的半导体应变片采用机械加工、化学腐蚀等方法制成,称为体型半导体应变片。它的缺点是电阴和灵敏系数的温度系数大、非线性大和分散性大等。这曾限制了它的应用和发展。自70年代以来，随着半导体集成电路工艺的迅速发展，相继出现扩散型、外延型和薄膜型半导体应变片，上述缺点得到一定克服。半导体应变片主要应用于飞机、车辆、船舶、机床、桥梁等各种设备的机械量测量,.

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