德陽市體感滑板、踏路科技體感滑板、enSkate體感滑板評測壓阻壓力傳感器主要基于壓阻效應(yīng)(Piezoresistive effect)。壓阻效應(yīng)是用來描述材料在受到機(jī)械式應(yīng)力下所產(chǎn)生的電阻變化。不同于上述壓電效應(yīng),壓阻效應(yīng)只產(chǎn)生阻抗變化,并不會產(chǎn)生電荷。 大多數(shù)金屬材料與半導(dǎo)體材料都被發(fā)現(xiàn)具有壓阻效應(yīng)。其中半導(dǎo)體材料中的壓阻效應(yīng)遠(yuǎn)大于金屬。由于硅是現(xiàn)今集成電路的主要,以硅制作而成的壓阻性元件的應(yīng)用就變得非常有意義。的電阻變化不單是來自與應(yīng)力有關(guān)的幾何形變,而且也來自材料本身與應(yīng)力相關(guān)的電阻,這使得其程度因子大于金屬數(shù)百倍之多。N型硅的電阻變化主要是由于其三個導(dǎo)帶谷對的位移所造成不同遷移率的導(dǎo)帶谷間的載子重新分布,進(jìn)而使得電子在不同流動方向上的遷移率發(fā)生改變。其次是由于來自與導(dǎo)帶谷形狀的改變相關(guān)的等效質(zhì)量(effective mass)的變化。在P型硅中,此現(xiàn)象變得更復(fù)雜,而且也導(dǎo)致等效質(zhì)量改變及電洞轉(zhuǎn)換。多種利用電磁原理的傳感器統(tǒng)稱,主要包括電感壓力傳感器、霍爾壓力傳感器、電渦流壓力傳感器等。 電感壓力傳感器 電感式壓力傳感器的工作原理是由于磁性材料和磁導(dǎo)率不同,當(dāng)壓力作用于膜片時,氣隙大小發(fā)生改變,氣隙的改變影響線圈電感的變化,處理電路可以把這個電感的變化轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的信號輸出,從而達(dá)到測量壓力的目的。該種壓力傳感器按磁路變化可以分為兩種:變磁阻和變磁導(dǎo)。電感式壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于靈敏度高、測量范圍大;缺點(diǎn)就是不能應(yīng)用于高頻動態(tài)環(huán)境。
在導(dǎo)體上外加與電流方向垂直的磁場,會使得導(dǎo)線中的電子受到洛倫茲力而聚集,從而在電子聚集的方向上產(chǎn)生一個電場,此電場將會使后來的電子受到電力作用而平衡掉磁場造成的洛倫茲力,使得后來的電子能順利通過不會偏移,此稱為霍爾效應(yīng)。而產(chǎn)生的內(nèi)建電壓稱為霍爾電壓。 當(dāng)磁場為一交變磁場時,霍爾電動勢也為同頻率的交變電動勢,建立霍爾電動勢的時間極短,故其響應(yīng)頻率高。理想霍爾元件的材料要求要有較高的電阻率及載流子遷移率,以便獲得較大的霍爾電動勢。常用霍爾元件的材料大都是半導(dǎo)體,包括N型硅(Si)、銻化銦(InSb)、砷化銦InAs)、鍺(Ge)、砷化鎵GaAs)及多層半導(dǎo)體質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,N型硅的霍爾系數(shù)、溫度穩(wěn)定性和線性度均較好,砷化鎵溫漂小,目前應(yīng)用。 電渦流壓力傳感器
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