淺析半導體壓阻式傳感器的應用

徐艷華　馬偉偉　蘇燕　張建平

摘 要：隨著科技的發展，傳感器的應用給人們的生活帶來了很大便捷，而對普通傳感器加以改進后，更新出的半導體壓阻式傳感器擁有更好性能，能夠更加精準收集外界的信號，為很多領域帶來了更加精確的測試結果。為我國的科技事業做出更加有力的貢獻。

關鍵詞：半導體 壓阻式 傳感器

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（c）-0039-02

生活中有很多事物都應用著傳感器來進行測量數據，例如：常常見到的火災預警系統便是應用傳感器最頻繁的。火災預警系統中的傳感器要感應煙霧濃度、一氧化碳濃度、溫度等因素才能正確地對火災進行預警。現如今，經過多方面的改進，將原有的普通傳感器加以改進，提升為半導體壓阻式傳感器，這樣的傳感器能夠根據細微的變化做出解果，整體對于數據的計算更加精準、靈敏、便捷。

1 半導體壓阻式傳感器的原理

這類傳感器應用的是通過改變電阻的大小來實時監測數據。首先，所用的半導體材料大部分都使用單晶硅這種材料，這類材料經過稍微碰觸，就會對電阻的大小產生相應影響，通過測量精準的電路數據便可測出所要檢測的數據。這里所應用的單晶硅的密度較小，在經過外界觸碰時，單晶硅的內部結構會發生細微變化。雖然這些變化人眼無法正確分辨，單用精準的儀器測量時，產生的數據既直觀又準確，為傳感器的革新做出了很大貢獻。運用這類半導體壓阻式傳感器進行檢測，精準、快速、數據化的特點為很多工作帶來便捷的效果。

2 應用半導體壓阻式傳感器的優點

2.1 更加精準與靈敏

半導體壓阻式傳感器的一大顯著優點便是它在測量數據時更加靈敏。通過應用半導體的特性來測量數據，少去了外界施加的因素，在測量的精準度上又提高了一層。而且，半導體的密度發生了改變，引起其作為電阻的電阻數量發生改變，而在計算數據時不僅是密度方面還是電阻方面都有一個確定的公式進行計算，再通過微積分等高等數學公式進行推算，既能算出要測量的數值，也能夠計算出整個傳感器的靈敏度，使得測量的數據更加精準。

2.2 更穩定

首先這類壓阻式傳感器應用的電阻不是普通的電阻，一般的電阻會隨著溫度的改變而改變，這在測量數據時還要根據溫度的變化進行推算，不僅容易出現誤差，而且很麻煩。在這里我們應用的這類半導體電阻的同時，還會用其他技術來限制外界溫度的侵擾，整個電路的數據不會因為外界溫度的改變而改變，總體來說更加穩定，效果更加精確。

2.3 體積更小

壓阻式傳感器的應用為科技事業帶來了更大改變，有很大一部分原因是因為壓阻式傳感器的體積更小，更容易安裝在各個機器之中。這里的傳感器與電路直接相連，又與微型智能處理器相接，極大減少了安裝的空間，只需要用一條線便可將傳感器與機器相連，精準的作用得以很好應用。

3 半導體壓阻式傳感器的種類及應用領域

3.1 半導體壓阻式傳感器的應用領域

由于此類半導體傳感器的精準化，它通常被應用于工業技術或是航天技術等需要精準數據的領域。現有的技術將很早以前的壓阻式傳感器進行了改進，將半導體晶體電阻與電路進行有效整合，并且將微型的處理器與計算機連接，大大減少了壓阻式半導體傳感器的應用空間。在這個需要精準的年代，一點點小的失誤便容易引起無法挽回的后果，但在應用了這類壓阻式傳感器后，精準的數據可以極大避免了這些失誤。通常情況下，航天飛行、輪船、自動化等方面對于壓阻式傳感器的應用較多，這類機械化的場地需要像壓阻式傳感器這樣占地小、靈敏度高的零件，在這些工藝較為復雜的大環境下，壓阻式傳感器的可實用性更高、更精準、更可靠。下面將用一些事例進行說明。

第一，在航天的工作中，空氣的壓力是一項十分重要的數據，要求精準與快速測量。我們應用的壓阻式傳感器，能夠根據空氣氣流的變化，立刻收集到一定的數據，空氣氣流只要一有變化，便會壓迫到半導體，從而半導體的密度隨之改變，電阻也進行改變，整個電路的電流也有了一定變化。經過轉換，我們要測量的氣壓數據顯而易見。第二，在醫學中，這類傳感器的應用度也十分高。由于此類傳感器的靈敏度較高，有些醫學中便用這類傳感器檢測脈搏，通過檢測細微的脈動，來呈現整個脈搏所表示的循環系統、脈搏頻率、脈搏幅度等平時無法準確檢測到的數據。通過良好的檢測并分析這類數據，醫學家們能夠精確地看出病人的脈搏是否產生問題，可以根據這些細微的數據實時監控病人的血液相關問題。可以正確檢查出病人的血壓是否正常，并且能夠盡早確定引起病人不正常的病因，為治療爭取更多時間，治愈的幾率更大一些。第三，這類傳感器還被廣泛應用于煤礦之下。我們都知道煤礦的礦洞下是很危險的地方，有時可能會因為一氧化碳超標引發生命危險。為了讓工人在礦下工作更加安全，很多地區普遍應用半導體壓阻式傳感器，根據它精準的特點，在一氧化碳等有害氣體的濃度稍有波動時，便會做出預警，使得礦下的工人們能夠安全工作，為生命帶來了保障。而且通過大量應用傳感器進行檢測，在一定程度下可以減少下礦工作的人員。直接應用傳感器進行檢測，將檢測到的數據實時傳回地面工作地點，比人力更有效，也更安全。能夠有效預防火災、爆炸等安全隱患，為市民的生活起到保障作用。

3.2 半導體壓阻式傳感器的種類

半導體壓阻式傳感器有很多種，根據不同的需求進行應用。可以大致上分為四種根據電力進行檢測的傳感器：第一種是半導體作為電阻的傳感器。第二種是半導體接受壓力改變電流的傳感器。第三種是將以上兩種進行結合，為壓阻式傳感器，這類傳感器應用較為廣泛，價格低廉，精確度卻很高。第四種是感應電流的傳感器。通過感應電流在半導體上面的傳輸，進行檢測與測量，進行記錄數據。

4 結語

半導體壓阻式傳感器根據其自身優越的特點做到了其他傳感器無法做到的領域。該類型傳感器根據其靈敏度高、測量數據的精準行被各類領域廣泛應用，例如：醫學、科技、煤礦等。有著很強的發展應用前景。可以繼續加工、改進創造出更加精確、完美的半導體壓阻式傳感器，也可以通過尋找更加適合作為電阻的半導晶體來改進傳感器的靈敏度與精確度，為我國的科技事業做出更加有力的貢獻。

參考文獻

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