هيكل جهاز الاستشعار Piezoresistive

في هذا المستشعر، يتم دمج شريط المقاوم في غشاء السيليكون أحادي البلورية من خلال عملية التكامل لصنع شريحة مقاومة الضغط من السيليكون، ويتم تعبئة محيط هذه الشريحة بشكل ثابت في الغلاف، ويتم إخراج أسلاك القطب الكهربائي للخارج. يختلف مستشعر الضغط الانضغاطي، المعروف أيضًا باسم مستشعر ضغط الحالة الصلبة، عن مقياس الضغط اللاصق، الذي يحتاج إلى الشعور بالقوة الخارجية بشكل غير مباشر من خلال العناصر الحساسة المرنة، ولكنه يشعر مباشرة بالضغط المقاس من خلال الحجاب الحاجز السيليكون.

أحد جانبي غشاء السيليكون عبارة عن تجويف عالي الضغط يتواصل مع الضغط المقاس، والجانب الآخر عبارة عن تجويف منخفض الضغط يتواصل مع الغلاف الجوي. بشكل عام، تم تصميم الحجاب الحاجز السيليكوني على شكل دائرة ذات محيط ثابت، ونسبة القطر إلى السمك حوالي 20 ~ 60. أربعة شرائط مقاومة للشوائب P منتشرة محليًا على الحجاب الحاجز السيليكوني الدائري ومتصلة بجسر كامل، اثنان منها تقع في منطقة إجهاد الانضغاط والاثنتين الأخرتين في منطقة إجهاد الشد، وهما متناظرتان بالنسبة إلى مركز الحجاب الحاجز.

بالإضافة إلى ذلك، يوجد أيضًا غشاء مربع من السيليكون ومستشعر عمود من السيليكون. يتكون المستشعر الأسطواني السيليكوني أيضًا من شرائط مقاومة عن طريق الانتشار في اتجاه معين للمستوى البلوري لأسطوانة السيليكون، ويشكل شريطان مقاومان لإجهاد الشد وشريحتان مقاومتان لإجهاد الضغط جسرًا كاملاً.

مستشعر المقاومة الضغطية هو جهاز مصنوع عن طريق مقاومة الانتشار على ركيزة مادة شبه موصلة وفقًا لتأثير مقاومة الضغط لمادة أشباه الموصلات. يمكن استخدام الركيزة مباشرة كمستشعر قياس، ويتم توصيل مقاومة الانتشار في الركيزة على شكل جسر.

عندما تتشوه الركيزة بفعل قوة خارجية، ستتغير قيم المقاومة وسينتج الجسر مخرجات غير متوازنة مقابلة. الركائز (أو الأغشية) المستخدمة كمستشعرات مقاومة للضغط هي بشكل أساسي رقائق السيليكون ورقائق الجرمانيوم. لقد اجتذبت أجهزة استشعار مقاومة الضغط السيليكونية المصنوعة من رقائق السيليكون كمواد حساسة المزيد والمزيد من الاهتمام، خاصة أن أجهزة استشعار مقاومة الضغط ذات الحالة الصلبة لقياس الضغط والسرعة هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع.