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高声级压阻式噪声传感器

李时光  
【摘要】:传感器是当今世界令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术之一,随着测量环境的恶劣,国防及民用领域传感器水平持续不断提高,尤其是在军事上对测量元件提出了更高的要求,要求其具有高精度、高可靠、低功耗、小体积、耐冲击和一致性好等特点,其中对噪声测控系统的能力及精度的提高尤为迫切,因此研制采用硅压阻效应以及电子线路中信号调节技术的高声级压阻式噪声传感器具有十分重要的意义。 文中具体阐述了此噪声传感器的工作原理,设计过程以及制作工艺和最后的测试结果。在传感器的设计过程中,本文采用压阻原理检测高声级指标的噪声传感器。传感器的探头是利用单晶硅的压阻效应原理制成的。单晶硅材料在受到声压的作用后,其电阻率要发生变化,而且在不同的晶向上电阻率的变化不同。利用半导体平面工艺在单晶硅片的不同方向上制作出四个电阻,并连接成一个惠斯通电桥。通过合理的设计,使得当单晶硅片受到声压作用时,电桥一个对臂的两个电阻阻值增大,另一个对臂上的两个电阻阻值减小,这样,电桥在一定电源激励下,电桥的输出端就会输出一个与被测声压成一定比例关系的电压信号,实现噪声信号检测目的。


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