单晶硅压力传感器使用过程中“居里点”的重要性

　　单晶硅从广义上来划分其实是一种应变式压力变送器，只是在传统应变式压力变送器的基础上利用MESM技术和硅片技术使其具有更高的测量精度。单晶硅压力变送器的敏感元件是利用晶元切割和离子注入等技术，将P型杂质扩散到能作为弹性元件的N型硅片上，形成极薄的导电P型层，然后在P极和N极上敷铜制作出引线，形成单晶硅应变片。这其中还需要在N型硅基底上光刻一个全动态具有压阻效应的惠斯登电桥。压阻硅片完成后将其封装在一个密闭腔体内的中心轴上，该轴线两边分别布置正腔室和负腔室，当正负腔室压力发生变化时，硅膜片一侧压缩一侧拉伸，使惠斯顿电桥失衡，输出一个与压力相对应的电信号。压力变送器表头中的电子模块利用仪表放大器将传感器的微弱电信号放大，然后送至MCU进行采样计算，最终利用输出电路将压力信号转换成标准的通讯信号。

　　核心测量晶片在超过一定比例的额定工作压力后，易影响测量精度，甚至破裂失效。许多测量场合操作引起的失误，或压力管路内出现非正常性的压力冲击和波动，易产生远超过压力传感器测试量程的压力信号，使得测量硅膜片处于压力过载状态下。普通压力传感器无过载保护功能，此场合下易导致传感器信号发生器损坏，使得传感器终止工作。因此，如何有效地保护硅传感器在现场的可靠运行，已越来越引起传感器生产商和用户的重视。昌晖仪表提出的这种针对单晶硅压力传感器的过载保护设计方法，可解决上述问题。

　　主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质*消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。

　　压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。