PS 压力传感器的工作原理 发布时间：2008 年 7 月 9 日 PS 压力传感器是一种利用半导体膜片结构制成的电子式压力传感器，它可将空气压 力这一物理量变换成电信号, 并能够高精度、线性地检测出压力的变化。它是松下电工公司 Audo look6.0 下载 近年推出的新产品。 图 1 为 PS 压力传感器的截面结构图，图 2 为其传感器部分的结构。如图所示，在压 力传感器半导体硅片上有一层扩散电阻体，如果对这一电阻体施加压力，由于压电电阻效应， 其电阻值将发生变化。受到应变的部分，即膜片由于容易感压而变薄，为了减缓来自传感器 底座应力的影响，将压力传感器片安装在玻璃基座上。 

如图 2（b）所示，当向空腔部分加上一定的压力时，膜片受到一定程度的拉伸或收 缩而产生形变。压电电阻的排列方法如图 3 所示，受到拉伸的电阻 R2 和 R4 的阻值增加；受 到压缩的电阻 R1 和 R3 阻值减小。 由于各压电电阻如图 4 那样组成桥路结构，如果将它们连接到恒流源上，则由于压力的增减， 将在输出端获得输出电压ΔV，ΔV 的大小由下式决定： 在（1）式中，当压力为零时的ΔV 等于偏置电压 Voffset,在理想状态下我们希望 Voffset=0V，实际上在生成扩散电阻体时，由于所形成的扩散电阻体尺寸大小的不同和存在 杂质浓度的微小差异，因此总是有某个电压值存在。压力为零时，R1=R2=R3=R4=R，我们把 加上一定压力时 R1、R2 电阻的变化部分记作ΔR；相应 R3、R4 电阻的变化部分记作-ΔR， 于是（1）式就简化为下式：ΔV=ΔRI （2） 这个ΔV 相对压力呈现几乎完全线性的特性，只是随着温度的变化而有所改变。 外围电路的设计 图 4 是 PS 压力传感器的外围电路设计实例，图中用恒流源来驱动压力传感器。 由于桥路失衡时的输出电压比较小，所以必须用运放 IC1b 和 IC1C 来进行放大。图 

中 VR1 为偏置调整，VR2 为压力灵敏度调整，VR3 为没有加压时输出电压调整，C1、C2 用于 去除噪声。另外，如果电源电压波动的话，将引起输出电压的变化，所以必须给电路提供一 个稳定的电源。