本文先介绍了压阻式传感器的作业原理，再结合MEMS（微机电体系）技能，介绍了智能化硅压阻传感器。经过功能剖析和介绍智能化硅压阻传感器的信号调度规划，陈说了MEMS技能硅压阻传感器于轿车使用上的优势。
1 导言
现在，压力传感器是典型的轿车传感器，它广泛地使用在轿车上。轿车压力传感器的前史开始于1979年，用于引擎焚烧操控的多种肯定压力传感器。随后，它被广泛地用于高压场合，如悬挂压力勘探和空调制冷压力勘探。在引进ＯＢＤ（车载主动诊断体系）后，压力传感器也扩展到了低压场合，如蒸发的汽油走漏勘探。现在，压力传感器更进一步地扩展到了高压场合，如汽油焚烧喷发和柴油共轨焚烧喷发体系。明显，压力传感器在轿车上有宽广的发展前景。
2 作业原理部分
压力传感器能够广义地分为三类：压阻式压力传感器、电容式压力传感器和压电式压力传感器。
下面，本文将先介绍压阻式压力传感器的作业原理，再介绍使用于轿车的MEMS技能智能化硅压阻式压力传感器的作业原理。
2.1压阻式压力传感器
压阻式压力传感器的压力灵敏元件是压阻元件，它是根据压阻效应作业的。所谓压阻元件实际上便是指在半导体资料的基片上用集成电路工艺制成的分散电阻，当它受外力作用时，其阻值由于电阻率的改动而改动。分散电阻正常作业时需依附于弹性元件，常用的是单晶硅膜片。
图1是压阻式压力传感器的结构示意图。压阻芯片选用周边固定的硅杯结构，封装在外壳内。在一块圆形的单晶硅膜片上，安置四个分散电阻，两片坐落受压应力区，别的两片坐落受拉应力区，它们组成一个全桥丈量电路。硅膜片用一个圆形硅杯固定，两头有两个压力腔，一个和被测压力相连接的高压腔，另一个是低压腔，接参阅压力，一般和压大气相通。当存在压差时，膜片发生变形，使两对电阻的阻值发生改动，电桥失去平衡，其输出电压反映膜片两头接受的压差巨细。
2.2 MEMS技能的智能化硅压阻传感器作业原理
为了将压力信号转化为电信号，选用应变原理将惠斯顿检测电桥经过MEMS技能制造在单晶硅片上，使得单晶硅片成为一个集应力灵敏与力电转化为一体的灵敏元件。如图2所示。
当硅芯片遭到外界的应力作用时,硅应变电桥的桥臂电阻将发生改动,一般都为惠斯顿电桥检测形式。如图3所示。
其输出电压表明为：
Vo=VBΔR/R(R1=R2,R3=R4,ΔR1=ΔR2,ΔR3=R4)
由于电阻的改动直接与应力P有关,则：
Vo=SPVB±Vos
式中：Vo为输出电压，mV；S为灵敏度，mV/V/Pa；P为外力或应力，Pa；VB为桥压，V；Vo为零位输出，mV。
单一的硅片芯片只能作为一个检测单元的一部分无法独立完结信号的转化,所以必须有特定的封装使其具有压力检测的才能。将图2中的硅片芯片与PYREX玻璃环静电封接在一同。PYREX玻璃环作为硅芯片的力学固定支撑弹性灵敏元件而且使硅芯片与封装绝缘,PYREX玻璃环的孔刚好成为了传感器的参阅压力腔体和电极引线腔体。其结构如图4所示。图4的灵敏芯体封接在金属螺纹底座上构成进压的腔道后，成为一个可装置的压力丈量前端,见图5。此封装技能能够承载至少15MPa的压力,若经特别处理可承载100MPa的压力。
3 技能功能剖析
经过静态特性测验，MEMS技能的智能化硅压阻传感器的技能目标如下：
重复性小于±0.2%满量程
迟滞小于0.1%满量程
非线性小于±0.1%满量程
灵敏度为0.02V/kpa
该传感器的分辨率为100pa
该传感器的过载才能达200%
而一般压阻式压力传感器（如HZ-PRC-802型）技能目标：
丈量精度为0.5%（包括线性、重复性、迟滞目标）
灵敏度为±0.02%FS/℃
