Vad är en piezoresistiv sensor?

En piezoresistiv sensor är en anordning som använder förändringar i resistiviteten hos vissa halvledarmaterial när de utsätts för mekanisk stress för att genomföra en elektronisk verkan.Detta piezoresistiva fenomen är baserat på dessa material tendens att genomgå förändringar i deras latenta resistiva egenskaper när de böjs genom exponering för tryck eller stress.Detta orsakar en motsvarande förändring i all elektrisk ström som passerar genom enheten som översätter till en mätning eller avläsning.Halvledarmaterial som vanligtvis används i piezoresistiva enheter är i allmänhet samma grundläggande metalliska och silikonfamiljer som används i de flesta elektroniska komponenter.Dessa komponenter är tillgängliga med ett brett spektrum av känslighetsegenskaper för att passa kraven i olika industrier.

När vissa halvledarmaterial utsätts för mekanisk stress, deras resistivitet eller grundläggande förmåga att motsätta sig elektriskt strömflöde, förändringar.Denna förändring i materialresistiva karaktär förändrar uppenbarligen dess specifika motståndsvärde.Detta resulterar i en stigning eller fall i varje ström som passerar genom enheten som sedan används för att indikera eller mäta stressen.Den piezoresistiva effekten utnyttjas för att skapa ett antal avböjningskänsliga halvledaranordningar som används för att spela in och mäta stressinducerande krafter såsom acceleration och tryck.

Denna typ av sensor är vanligtvis konstruerad av halvledarsubstrat såsom germanium, polykristallin silikon, amorf silikon och enkelkristallsilikon.En typisk sensor består av ett tryckkänsligt halvledarmembran med flera N+ och P+ -kontakter fästa vid den.Elektrisk ström passeras genom skivan med en hastighet beroende på dess motstånd.Denna nuvarande överföring och resulterande avläsning skiljer sig åt beroende på motståndsförändringarna i komponenten när membranet utsätts för tryck.Dessa sensorer sträcker sig i komplexitet från enkla piezoresistorer med begränsad räckvidd och temperaturstabilitet till mycket stabil och exakta piezo-fets.

Den piezoresistiva sensorn används i en mängd olika tillämpningar som involverar mekanisk stressmätning.Bilindustrin använder dem som vakuum- och trycksensorer eller för att indikera olje- och gasnivåer.De används också inom det medicinska området i enheter som blodtrycksmätningsutrustning.Djupmätare som används av djuphavsdykare använder också piezoresistiv sensorteknologi för att producera exakta djupavläsningar.Dessa enheter används också i flygplanhöjdare och barometriska tryckinstrument.

Tryckberoende sensorer av denna typ används också ofta i elektroniska mätinstrument som använder kretsar och komponenter såsom Wheatstone Bridge och bipolära transistorer.Accelerometrar som används för att mäta positionsorientering, acceleration och vibrationskrafter använder också piezoresistiv sensorteknologi för att producera sina avläsningar.Denna teknik har också hittat sin väg in i den inhemska miljön med många diskmaskiner, dammsugare och tvättmaskinstillverkare som använder dem i sina produkter.