Silizium-Drucksensor

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Digitaler, aktiver Luftdrucksensor

Drucksensoren auf Siliziumbasis sind entweder Sensoren die zur Messung mechanischer Drücke ausgelegt sind oder zur Messung eines Luftdrucks. Sie enthalten Dehnungsmessstreifen (DMS) die auf Druckänderungen reagieren. Das Siliziumsubstrat wirkt dabei als Druckmembran. Die Widerstände sind so angeordnet, dass sie eine Brücke bilden, in der sich ihre Widerstandswerte in Abhängigkeit vom Druck p gegensinnig ändern. Der Messverstärker darf die Brücke nicht belasten und das Erdpotenzial nicht verschieben.
Der Verstärker muss einen hochohmigen, erdfreien und symmetrischen Eingang besitzen. Unter idealen Voraussetzungen (bei einem Bezugsdruck P₀) sind alle Widerstände R = R₀ gleich groß. Ist die Brücke abgeglichen, liegt keine Brückenspannung an. Die druckabhängige Änderung des Widerstandsbetrages ΔR(P) führt zur Verstimmung der Brücke und somit zum Anliegen einer Brückenspannung.

Bei Luftdrucksensoren wird zumeist ein kleines luftdichtes Volumen durch eine dünne Membran vom zu messenden Luftdruck getrennt, analog zur Vidie-Dose mechanischer Barometer. Die auftretenden Kräfte die durch den Luftdruck auf die Membran einwirken werden in eine elektrische Spannung umgewandelt. Dabei werden häufig piezoresistive Sensoren eingesetzt.