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壓阻式加速微光電開關(guān)傳感器是利用質(zhì)量塊加速度，將加速度轉(zhuǎn)移為質(zhì)量塊的位移，并通過壓阻來測量質(zhì)量塊的位移。 懸臂梁式壓阻式加速度微傳感器的結(jié)構(gòu)是其將力敏電阻制作在彈性硅梁上，硅梁一般結(jié)構(gòu)，質(zhì)量塊固定在懸臂梁的一端。當加速度作用于懸臂梁自由端質(zhì)量塊時，懸臂梁受到彎矩作用產(chǎn)生應(yīng)力，其應(yīng)變?yōu)橛捎趬鹤栊?yīng)，應(yīng)力將引起懸臂梁上的力敏電阻值發(fā)生變化。電阻相對變化量與應(yīng)變系數(shù)的比值為力敏電阻的電阻應(yīng)變系數(shù)，即常規(guī)公式，對于一個等截面懸臂梁，作用力與某一位置應(yīng)變的關(guān)系為公式中的作用力。 在實際應(yīng)用中，懸臂梁自由端的撓度w與作用力的關(guān)系為由式可知，在固定端的應(yīng)變最大，而在自由端的應(yīng)變最小，幅值為零。 一般回事度微傳感器取X=0，即擴散器電阻貼近于懸臂梁固定端處。將F=MA，A=BH代入式則得到不同的公式，可以看出，當梁的結(jié)構(gòu)確定后，常數(shù)應(yīng)變與加速度成正比。梁的長度L越長，寬度B越窄，厚度H越薄，質(zhì)量塊M越大，受力后產(chǎn)生的應(yīng)變也越大。 一種單懸臂梁加速度微傳感器的實際結(jié)構(gòu)它采用晶面的N型硅單晶作為懸臂梁。根據(jù)公式的分析，在X=0處的應(yīng)變最大，在其根部沿110和110晶向各擴散兩個P型電阻，構(gòu)成一個全橋電路。當懸臂梁自由端的質(zhì)量塊受加速度作用時，懸臂梁受彎矩作用產(chǎn)生應(yīng)力，其方向為梁的長度方向。從而使四個電阻中，兩個電阻的應(yīng)力方向與電流方向平行，另兩個電阻的應(yīng)力方向與電流垂直。 由電橋輸出電壓與電阻的關(guān)系以及公式可求得加速度微傳感器電橋與擴散電阻的電阻應(yīng)變系數(shù)、應(yīng)變、供橋電壓之間的關(guān)系公式為輸出電壓，和供橋電壓，也會有擴散電阻的電阻應(yīng)變系數(shù)。 |
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