壓力傳感器是一種將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的傳感器，是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，主要分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓力傳感器兩種。高頻以壓電式壓力傳感器為主；低頻靜態(tài)以壓阻硅、應(yīng)變式壓力傳感器為主。動(dòng)態(tài)壓力傳感器主要應(yīng)用于爆炸物理、風(fēng)洞試驗(yàn)、自由場(chǎng)壓力測(cè)量領(lǐng)域；靜態(tài)壓力傳感器主要應(yīng)用于安全控制、生產(chǎn)過(guò)程控制等領(lǐng)域。 力敏傳感器是使用最廣泛的一種傳感器，它是檢測(cè)氣體、液體、固體等所有物質(zhì)間作用力能量的總稱(chēng)，也包括測(cè)量高于大氣壓的壓力計(jì)以及測(cè)量低于大氣壓的真空計(jì)。力敏傳感器的種類(lèi)甚多、傳統(tǒng)的測(cè)量方法是利用彈性元件的形變和位移來(lái)表示，但它的體積大、笨重、輸出非線(xiàn)性。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)和良好的彈性，研制出半導(dǎo)體力敏傳感器，主要有硅壓阻式和電容式兩種，它們具有體積小、重量輕、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，因此半導(dǎo)體力敏傳感器得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)對(duì)一塊半導(dǎo)體在某一晶向上施加應(yīng)力時(shí)，其電阻率會(huì)產(chǎn)生一定的變化。這種導(dǎo)體電阻率變化和應(yīng)力之間的相互關(guān)系稱(chēng)為半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)，利用此效應(yīng)制成的力學(xué)量傳感器稱(chēng)為壓阻式力敏傳感器，它有兩種類(lèi)型，一類(lèi)是將半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)粘貼在彈性元件上制成的傳感器，稱(chēng)為粘貼型壓阻式傳感器，另一類(lèi)是在半導(dǎo)體材料的基片上用集成電路工藝制成的擴(kuò)散電阻，使應(yīng)變計(jì)與硅襯底形成同一整體的傳感器，稱(chēng)為擴(kuò)散型壓阻式傳感器。 粘貼型壓阻式力敏傳感器由四只半導(dǎo)體應(yīng)變片接成全橋形式，用粘合劑貼在彈性元件上構(gòu)成，它具有很高的應(yīng)變靈敏系數(shù)，一般為20～200，因此輸出高，輸出靈敏度一般為15～0mV/V，但易發(fā)生零點(diǎn)漂移與蠕變，同時(shí)還存在半導(dǎo)體應(yīng)變片和彈性元件熱膨脹所帶來(lái)的溫度漂移等影響。擴(kuò)散型壓阻式力敏傳感器大都采用單晶硅和半導(dǎo)體平面工藝制成的。一般以N型硅為襯底，采用氧化、擴(kuò)散等工藝將硼原子沿給定的晶向擴(kuò)散到n型硅襯底材料中，形成P型擴(kuò)散層。結(jié)果硼擴(kuò)散區(qū)便形成應(yīng)變電阻，并用襯底形成一個(gè)整體，當(dāng)它受到壓力作用時(shí)，應(yīng)變電阻發(fā)生變化，從而使輸出發(fā)生變化。壓阻式力敏傳感器有靈敏度高、精度高、體積小、重量輕、工作頻率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 電容式力敏傳感器近來(lái)得到了迅速發(fā)展，這種傳感器的核心部分是對(duì)壓力敏感的電容器。力敏電容器的電容量是由電極面積和兩個(gè)電極間的距離決定。當(dāng)硅膜片兩邊存在壓力差時(shí)，硅膜片產(chǎn)生形變，電容器極板間的間距發(fā)生變化，從而引起電容量的變化。這樣，電容變化量與壓差有關(guān)，因此，就可作為力敏傳感器。它與壓阻式力敏傳感器相比，具有靈敏度高、溫度穩(wěn)定性好、壓力量程大等特點(diǎn)。