自动检测实验报告05扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验

中 南 大 学 仪器与自动检测 实 验 报 告冶金科学与工程 院 系 冶金 专 业 10级试验 班 级 姓 名 陈晓晨 学 号 同组者 席昭 等 实验日期 2013 年 4 月 08 日 指导教师 实验名称：扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验一、实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。二、实验仪器压力传感器模块、温度传感器模块、数显单元、直流稳压源+5V、15V。三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，形成4个阻值相等的电阻条。并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。平时敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当传感器受压后芯片电阻发生变化，电桥将失去平衡，给电桥加一个恒定电压源，电桥将输出与压力对应的电压信号，这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。四、实验内容与步骤1. 扩散硅压力传感器MP10已安装在压力传感器模块上，将气室1、2的活塞退到20ml处，并按图4-1接好气路系统。其中P1端为正压力输入、P2端为负压力输入，P10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo、3脚接+5V电源、4脚为Uo；当P1P2时，输出为正；当P1P2时，输出为负。 2. 检查气路系统，分别推进气室1、2的两个活塞，对应的气压计有显示压力值并能保持不动。 3. 接入+5V、15V直流稳压电源，模块输出端Uo2接控制台上数显直流电压表，选择20V档，打开实验台总电源。 4. 调节Rw2到适当位置并保持不动，用导线将差动放大器的输入端Ui短路，然后调节Rw3使直流电压表200mV档显示为零，取下短路导线。 5. 退回气室1、2的两个活塞，使两个气压计均指在“零”刻度处，将MP10的输出接到差动放大器的输入端Ui，调节Rw1使直流电压表200mv档显示为零。 6. 保持负压力输入P2压力零不变，增大正压力输入P1的压力，每隔0.005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P1的压力达到0.095Mpa；填入表4-1。P(KP)0.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.05Uo2(V)0.8511.0461.2731.381.671.7632.042.132.3P(KP)0.0550.060.0650.070.0750.080.0850.090.095Uo2(V)2.522.722.822.963.123.163.383.523.56 7. 保持正压力输入P1压力0.095Mpa不变，增大负压力输入P2的压力，每隔0.005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P2的压力达到0.095Mpa；填入表4-2。P(KP)0.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.05Uo2(V)3.323.183.12.932.752.582.522.342.08P(KP)0.0550.060.0650.070.0750.080.0850.090.095Uo2(V1.941.771.521.351.120.930.680.410.2 8. 保持负压力输入P2压力0.095Mpa不变，减小正压力输入P1的压力，每隔0.005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P1的压力达到0.0Mpa；填入表4-3。P(KP)0.0950.090.0850.080.0750.07Uo2(V)0.20.1-0.236-0.396-0.574-0.741P(KP)0.0650.060.0550.050.0450.04Uo2(V-0.884-1.064-1.176-1.32-1.437-1.557P(KP)0.0350.030.0250.020.0150.01Uo2(V-1.69-1.802-1.92-1.97-2.1-2.26 9. 保持负压力输入P1压力0Mpa不变，减小正压力输入P2的压力，每隔0.005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P2的压力达到0.0Mpa；填入表4-4P(KP)0.0950.090.0850.080.0750.070.0650.060.055Uo2(V)-2.36-2.2-2.09-1.99-1.86-1.75-1.63-1.5-1.37P(KP)0.050.0450.040.0350.030.0250.020.0150.01Uo2(V-1.23-1.1-0.95-0.79-0.64-0.46-0.29-0.170.08五、实验报告 1. 根据表4-1、4-2、4-3所得数据，计算压力传感器输入P（P1-P2）输出Uo2曲线。计算灵敏度L=UP，非线性误差f。灵敏度L=32.498V/KP灵敏度L=32.498V/KP灵敏度L=-36.776V/KP 灵敏度L=-28.163V/KP灵敏度L=-28.253V/KP六、实验结果分析通过本次实验，同学们了解了扩散硅压阻式压力传感器的压力测量的原理和方法。在实验中，同学们相互配合，态度认真，达到了