課件材料和工藝

2007第3章

微傳感器的常用材料及加工工藝微型化作為傳感器的主要發(fā)展方向,不僅是各應(yīng)用領(lǐng)域需求推動(dòng)的結(jié)果,也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然.沒有相應(yīng)的材料制備以及基礎(chǔ)加工工藝的支持,要實(shí)現(xiàn)微傳感器幾乎是不可能的.傳感器的微型化起源于半導(dǎo)體制造工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，而MEMS技術(shù)的發(fā)展則是微傳感器的最直接推動(dòng)力。微傳感器是目前最為成功、最具有實(shí)用性的MEMS器件。3.1材料的基本知識(shí)

微傳感器的敏感原理是一些物理現(xiàn)象或化學(xué)現(xiàn)象，而微傳感器的具體實(shí)現(xiàn)則是依靠一些能有效表現(xiàn)這些現(xiàn)象的材料。材料對(duì)于微傳感器的研究與制作都起著相當(dāng)重要的作用。沒有好的材料，就不可能有好的微傳感器。20073.1.1材料的基本物理特性

一切物質(zhì)，包括固體、液體和氣體，都是由無數(shù)微粒按一定的方式聚集而成的。這些微?？赡苁欠肿?、原子或離子。原子結(jié)構(gòu)直接影響原子間的結(jié)合方式。若外電子層未填滿，原子便試圖獲得額外電子，組成分子或聚合物。

有4種主要鍵合類型，即離子鍵、金屬鍵、共價(jià)鍵和范德瓦爾斯力。

離子鍵是由不同極性離子之間的靜電吸引所形成的。大多數(shù)鹽類、堿類和金屬氧化物主要以離子鍵的方式結(jié)合。離子鍵形成晶體——其原子按長距離三維圖案排列，以降低總能量并維持電中性的固體。因?yàn)闆]有自由電荷，離子之間的強(qiáng)內(nèi)聚力使得離子鍵形成的晶體具有低的電導(dǎo)率、相當(dāng)高的熔融溫度和良好的機(jī)械強(qiáng)度。

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金屬鍵也是由靜電力產(chǎn)生的。與離子鍵不同，這些靜電力不是在占據(jù)固定位置的電荷之間，而是在固定的正電荷與圍繞固定金屬正離子運(yùn)動(dòng)的電子云之間。金屬中的自由電子來自于原子的最外層電子（價(jià)電子）。因此，金屬具有規(guī)則的結(jié)構(gòu)，但不需要特殊的原子排列來保證電中性，而是由群集的電子云維持電中性。金屬中的晶體結(jié)構(gòu)由原子的聚集能力決定。較小的原子可以通過半徑較大的原子晶格擴(kuò)散，如鍺中的銅。

金屬的基本特點(diǎn)是電子的共有化。金屬鍵既無飽和性又無方向性，因而每個(gè)原子有可能同更多的原子相結(jié)合，并趨于形成低能量的密堆結(jié)構(gòu)。當(dāng)金屬受力變形而改變?cè)又g的相互位置時(shí)，不至于使金屬鍵破壞，這使金屬有良好的延展性。并且，由于自由電子的存在，金屬一般都有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。2007

共價(jià)鍵來源于與相鄰原子共享電子的原子。兩個(gè)或多個(gè)電極性相差不大的原子間通過共用電子形成化學(xué)鍵。共價(jià)鍵鍵合的基本特點(diǎn)是核外電子云達(dá)到最大的重疊，形成“共用電子對(duì)”，有確定的方位，且配位數(shù)較小。

共價(jià)鍵在亞金屬（碳、硅、錫、鍺等）、聚合物和無機(jī)非金屬材料中均占有重要地位。共價(jià)鍵晶體中各個(gè)鍵之間都有確定的方位，配位數(shù)比較小。共價(jià)鍵的結(jié)合極為牢固，故共價(jià)鍵形成的晶體穩(wěn)定具有結(jié)構(gòu)、熔點(diǎn)高、質(zhì)硬脆等特點(diǎn)。范德瓦爾斯力出現(xiàn)在分子內(nèi)部具有共價(jià)鍵的分子之間。由于電子的連續(xù)運(yùn)動(dòng)而使正電荷中心與負(fù)電荷中心不重合，故其偶極矩很小。范德瓦爾斯力屬于物理鍵，是一種次價(jià)鍵，沒有方向性和飽和性。比化學(xué)鍵的鍵能要少1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。范德瓦爾斯力將有機(jī)分子維持在一起，形成內(nèi)聚能很小的晶體，而且晶體的結(jié)構(gòu)取決于分子聚集在一起的程度。不同的高分子聚合物有不同的性質(zhì)，分子間的范德瓦爾斯力不同是一個(gè)重要因素。

2007由于內(nèi)聚力小，具有范德瓦爾斯力的材料的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都不高。

另外，氫鍵是一種特殊的分子間作用力。它是由氫原子同時(shí)與兩個(gè)電負(fù)性很大而原子半徑較小的原子（如O、F、N等）相結(jié)合而產(chǎn)生的具有比一般次價(jià)鍵大的鍵力，具有飽和性和方向性。氫鍵在高分子材料中特別重要。

原子中的電子只能占據(jù)確定的狀態(tài)或能級(jí),即使受到激發(fā)時(shí)也是如此.對(duì)應(yīng)于未激發(fā)態(tài)的能級(jí)與對(duì)應(yīng)于激發(fā)態(tài)的能級(jí)間隙等于使一個(gè)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所需能量的大小。大多數(shù)原子中都有許多能級(jí)，各臨近能級(jí)形成能帶。

固體的電子性質(zhì)和能帶結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

能帶之間的相對(duì)間隔決定了材料的電導(dǎo)率，這對(duì)微傳感器是一個(gè)有用的特性。2007根據(jù)結(jié)構(gòu)，固體可以呈單晶態(tài)、多晶態(tài)、非晶態(tài)和玻璃態(tài)。晶體可以看成是完全填滿空間的“晶胞”的周期性重復(fù)。晶胞可以用空間點(diǎn)陣來描述。原子不僅占據(jù)頂點(diǎn)，而且也能占據(jù)晶胞的中心、兩個(gè)面或多個(gè)面的中心或它們的組合。方向和晶面用所謂米勒指數(shù)來表示。

多晶材料（如金屬和陶瓷等）由經(jīng)晶界結(jié)合的大量隨機(jī)取向的晶體（所謂晶粒）集聚而成。當(dāng)晶粒足夠小時(shí)，多晶材料的一些物理特性（如彈性模量、電導(dǎo)率和熱膨脹）呈各向同性，盡管構(gòu)成的晶體可能呈各向異性。

非晶態(tài)固體（如樹脂）沒有有序原子，它們是固化的液體。當(dāng)冷卻時(shí)，其黏度增大，因而阻礙晶體的形成和生產(chǎn)。玻璃具有短序列，但缺乏長序列。非晶態(tài)結(jié)晶的材料（如大多數(shù)聚合物）為非晶態(tài)，但部分晶化。20073.1.2導(dǎo)體、半導(dǎo)體和電介質(zhì)材料有兩類導(dǎo)體，即電導(dǎo)體（金屬及其合金）和離子導(dǎo)體或電解液（酸、堿和鹽溶液）。

在微傳感器中，金屬還可以用來構(gòu)成能使被測(cè)對(duì)象產(chǎn)生顯著變化的電路元件，如電渦流微傳感器中的線圈、電容微傳感器中的極板、電化學(xué)微傳感器中的電極等。在諸如雙金屬溫度微傳感器或者彈性元件之類的微傳感器中，微傳感器的特性也主要依賴于金屬及其合金的特性。

此外，有一類特殊的金屬材料，稱為金屬功能材料，近年來得到了大量的研究與應(yīng)用。人們利用金屬功能材料具有傳導(dǎo)信息、存儲(chǔ)或記錄、轉(zhuǎn)化或變換能量的特性，設(shè)計(jì)制造了多種微傳感器。量大面廣的有磁性材料、彈性材料、熱電偶材料、熱敏電阻材料、應(yīng)變電阻合金、形狀記憶合金等。2007利用金屬功能材料的功能特性已設(shè)計(jì)出了力敏、磁敏、熱敏及流量等多種微傳感器。隨著微傳感器發(fā)展，這類材料向精、細(xì)、箔和非晶態(tài)方向發(fā)展，新型功能材料以及傳統(tǒng)功能材料的新功能研究也成為研究的主要方向之一。例如，利用金屬及合金制作膜型微傳感器、厚膜及薄膜鉑電阻溫度計(jì)，利用坡膜合金沉積在襯底上并經(jīng)光刻工藝制造磁敏電阻，將應(yīng)變電阻合金沉積在襯底上生產(chǎn)應(yīng)變計(jì)等。

金屬及合金漿料、引線和保護(hù)材料等都是微傳感器不可缺少的主要輔助材料。其中，直徑小于0.018mm，又有一定強(qiáng)度的超細(xì)貴金屬絲材就是亟待解決的問題。對(duì)不同介質(zhì)耐腐的彈性材料的表面改性技術(shù)也在探索研究中。2007另一方面，離子導(dǎo)體或電解液主要用于化學(xué)微傳感器，尤其是基于電化學(xué)原理的微傳感器。雖然電化學(xué)微傳感器方面的理論已經(jīng)相當(dāng)成熟，但在具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面仍然存在許多需要研究的問題。電化學(xué)微傳感器的技術(shù)成熟度幾乎是目前所知的化學(xué)量微傳感器中最高的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，商業(yè)化的氣體微傳感器中，90%以上屬于電化學(xué)類傳感器。

由于半導(dǎo)體材料對(duì)很多信息量具有敏感特性，又有成熟的平面工藝，易于實(shí)現(xiàn)多功能化、集成化和智能化，同時(shí)也是很好的襯底材料，所以是理想的微傳感器材料。半導(dǎo)體材料目前已經(jīng)廣泛用在微傳感器中，在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)也將會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位。

半導(dǎo)體材料在電子電路中的應(yīng)用早已為人們所熟知。由于對(duì)硅在電子器件中所呈現(xiàn)的特性有了深入的了解，硅材料的優(yōu)良機(jī)械性能（抗拉強(qiáng)度比鋼大、硬度高但易碎）、可將信號(hào)調(diào)理電路集成在同一芯片上、可利用微加工工藝進(jìn)行大批量生產(chǎn)，使得硅成為一種應(yīng)用方便的微傳感器材料。2007電介質(zhì)材料具有共價(jià)鍵，是良好的電絕緣體。電介質(zhì)材料的特性常用介電常數(shù)來表征。介電常數(shù)是電通量密度與電場(chǎng)強(qiáng)度之比。電介質(zhì)被用作電絕緣體，同時(shí)也可用于檢測(cè)，如用在可變電容器中。陶瓷、有機(jī)聚合物和石英也是微傳感器中經(jīng)常使用的電介質(zhì)。

陶瓷材料能耐腐蝕、磨損和高溫，已經(jīng)成為普通傳感器以及厚膜和薄膜微傳感器中用來支撐其他敏感材料的常用材料。陶瓷材料本身也可以用作微傳感器的敏感材料。敏感陶瓷的種類很多，應(yīng)用也很廣泛。按其特性，一般包括熱敏陶瓷、壓敏陶瓷、濕敏陶瓷、氣敏陶瓷和光敏陶瓷等。此外，陶瓷智能性結(jié)構(gòu)材料，既具有傳感功能，又有像壓電元件那樣的執(zhí)行功能。此外，還可用某些陶瓷制造出具有感知、執(zhí)行（轉(zhuǎn)換）和初步的信息處理功能的電子器件。2007有機(jī)聚合物是大量所謂單體的相同分子由共價(jià)鍵結(jié)合在一起時(shí)形成的大分子。鍵合分子可以形成直線結(jié)構(gòu)或三維結(jié)構(gòu)。直線排列能給出可彎曲、富有彈性、柔軟和熱塑性的材料，即黏性隨溫度升高而增大的材料。某些熱塑性材料，如尼龍、聚乙烯和聚丙烯都呈結(jié)晶態(tài)，聚苯乙烯、聚碳酸脂和聚氯乙烯則呈非晶態(tài)。熱固性材料具有三維結(jié)構(gòu)，它們不易彎曲，易碎，幾乎不能溶解，被加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生不可逆變化。硅、聚氰胺塑料、聚脂和環(huán)氧樹脂是常見的熱固性材料。熱固性材料除可直接用作微傳感器的材料外，還可以用于結(jié)構(gòu)型微傳感器的保護(hù)。例如，環(huán)氧樹脂經(jīng)常被用來封裝微傳感器的電路，不僅可有效提高微傳感器電路在使用中抗意外損傷的能力，而且可有效保護(hù)微傳感器的敏感元件結(jié)構(gòu)及電路不易被人仿制。合成橡膠則是特性類似橡膠的第三類聚合物。2007將填料加入聚合物所得到的塑料可以改善塑料的機(jī)械特性.塑料是優(yōu)良的電絕緣體,但某些塑料也用于檢測(cè)濕度、壓力和溫度。例如，某些合成橡膠在受到延伸時(shí)會(huì)改變電導(dǎo)率，可用于應(yīng)力檢測(cè)，制成類似“電子皮膚”的微傳感器陣列。在橡膠材料中添加炭黑可增強(qiáng)對(duì)材料的應(yīng)力敏感特性，其中炭黑的添加工藝是調(diào)整材料敏感范圍以及靈敏度的關(guān)鍵所在。此外，在聚合物中添加一些良導(dǎo)體（如銀粉或炭粉）以及在聚合物生長期間添加不同的平衡離子即可變成導(dǎo)電聚合物。聚合物還可用作離子選擇性微傳感器和生物傳感器中的敏感膜。20073.1.3

MEMS常用材料MEMS所用的材料中,以硅材料最為常見.此外,金屬及金屬氧化物也是MEMS的常用材料.1.單晶硅與多晶硅

單晶硅是廣泛使用的、廉價(jià)的MEMS材料。其物理特性穩(wěn)定，無塑性變形。單晶硅是各向異性的材料，性能取決于晶體的切向。

當(dāng)硅材料沉積在基片表面時(shí)，就會(huì)形成多晶硅。多晶硅是由硅的微晶組成的，這些微晶的尺寸在0.1μm到十幾μm之間。多晶硅常用作微電子電路中的連線材料。獲得多晶硅的沉積工藝有多種。多晶硅具有同單晶硅類似的機(jī)械性能，只不過沒有晶面，在受到相對(duì)比較低的應(yīng)力時(shí)就會(huì)發(fā)生破裂，且破裂的方向是隨機(jī)的。2.氧化硅與氮化硅

氧化硅（SiO2)是非常有用的電子材料，其介電常數(shù)低，電阻率非常高，且容易成型、黏附力強(qiáng)。裸露在空氣中的硅在室溫下就會(huì)形成一層厚度約為3nm的氧化硅。當(dāng)加熱到300?C并保持1h后，可形成1μm的氧化硅層。2007氧化硅的沉積工藝及應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。在應(yīng)用中需要注意的是，氧化硅的熱膨脹系數(shù)比硅要小，因此硅襯底表面的氧化硅層通常會(huì)處于一種受壓狀態(tài)。

氮化硅（Si3N4)同樣是一種優(yōu)良的電子材料。其電阻率非常高，介電常數(shù)低，不會(huì)受到氧的影響，比起硅材料本身，氮化硅可耐受多種化學(xué)腐蝕。氮化硅比氧化硅的絕緣性更好，熔點(diǎn)高達(dá)1100?C，是一種非常常用的絕緣層材料，常用于在器件之間以及器件與襯底材料之間提供絕緣。3.金屬材料MEMS中常用的金屬材料主要是鋁、鎢、金、鉑等。鋁是最常用的材料之一。其熔點(diǎn)低，且性能穩(wěn)定。鎢則可在高溫下保持穩(wěn)定。

金屬材料通常采用蒸鍍或?yàn)R射的方法進(jìn)行沉積形成薄膜，一般用作半導(dǎo)體器件之間的低電阻連線。在用于生物化學(xué)量檢測(cè)的微傳感器中，金或鉑以其穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，成為固定有機(jī)敏感膜的襯底材料。2007在應(yīng)用中需要注意的是，由于尺寸的微變化，金屬材料的機(jī)械性能遠(yuǎn)不同于其普通尺寸下的性能。晶粒結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜且受到表面層的影響，許多性質(zhì)目前還無法得到合理的解釋。4.光刻膠

光刻膠是MEMS工藝必不可少的材料。光刻膠是一種有機(jī)材料。一般光刻膠薄膜的厚度為0.5μm左右，近年來出現(xiàn)的SU-8光刻膠則可達(dá)到50μm以上的厚度，可用來制作高深寬比的結(jié)構(gòu)。20槐073.件2微傳裂感器遲的常炸用材房誠料微傳風(fēng)感器進(jìn)材料榜大致垂可分聰為敏擺感材插料和瓜輔助瞇材料陜兩大們類.敏感叛材料議是微譽(yù)傳感藝器材富料的禮核心,用于略制作繭微傳炕感器旨中敏嫌感被欣測(cè)量丸的敏誰感單緩元,如氣欄敏微鬧傳感災(zāi)器中石的氣趴體敏筋感膜.敏感傍材料憑的品汽種繁揪多,性能偵要求會(huì)嚴(yán)格.輔助懲材料效是微廳傳感口器不局可缺忽少的麻組成懂部分,對(duì)輔健助材閉料的放選擇娘與應(yīng)個(gè)用是愿否合假理將辰直接截影響縣微傳孩感器狼的特咽性、己穩(wěn)定查性、湖可靠華性和帶壽命些。3.碰2.冶1半導(dǎo)王體敏障感材繁料以半舊導(dǎo)體丘硅為聚代表稅的半類導(dǎo)體損材料麗，是煤微傳環(huán)感器焦的重盈要敏倒感材棒料，均在微嬌傳感仙器的效研究貫與發(fā)宅展中姓有著妨非常呼重要塌的位和置。近年供來，鋪利用即超晶編格結(jié)倉構(gòu)制殿備技筒術(shù)發(fā)皮展出恥的禁射帶可嗽控新山技術(shù)咸、能校帶工訂程帶陜來電扔子和港光子列等的渠特性呆剪裁優(yōu)技術(shù)零、超出精細(xì)迅機(jī)械鉛加工冤的立纏體工呀藝技隙術(shù)、貝鍵結(jié)擱合的此封裝愉技術(shù)懷、提巡壽高使癢用溫稼度和攻擴(kuò)寬葛應(yīng)用認(rèn)領(lǐng)域午的多繁孔硅沈、多袍晶和玻非晶挪材料隊(duì)技術(shù)令等，弓為半詢導(dǎo)體售微傳如感器雕帶來繪了突侵破性梢進(jìn)展穴。20置07化學(xué)凳場(chǎng)效猛應(yīng)二研極管鈔類微歐傳感左器以傻及其長它類捆型的獸半導(dǎo)遺體微蔥傳感對(duì)器，耐已經(jīng)浩在氣棚敏、叫離子際敏傳冤感器培方面硬取得疊了大悼量的剃研究瘡成果賢。隨凍著基鉆于硅坡材料頓的加犧工技球術(shù)的蜂完善蒜，尤使其是間柵膜浙材料幟技術(shù)壁的提青高和雄立體萬工藝渾技術(shù)友的深饑化，庭半導(dǎo)爸體微衰傳感參器將互成為幻玉一類岡很有斜希望愈的智粱能微盡傳感羽器，譜有些匠已經(jīng)古實(shí)現(xiàn)面了商絞品化挑。3.兄2.窩2敏感糖陶瓷洗材料在傳帆感技歇術(shù)領(lǐng)輪域，溉使用徐陶瓷沫材料鵲的敏帳感元厲件占橡有重輸要地莖位，彼從現(xiàn)縣在的記品種蝦和數(shù)求量上擴(kuò)看，翻比例軌相當(dāng)逐大，紗從開念發(fā)新引材料橫、新森器件扔這一弱角度荷來看鉛，潛除力更午大?？诌@主辣要是摩因?yàn)榫舾匈t陶瓷落材料項(xiàng)具有災(zāi)以下聾特點(diǎn)氏：（1）陶憂瓷是歉用無呀機(jī)粉跨末作菊原料反，經(jīng)淺過混帆合、藥成形湖、燒秘結(jié)等胃工藝雄制成摟的一級(jí)種材情料。鑰通過趁改變芬無機(jī)皂粉末斤的組柱成，冒可以禾制成傲性能辰不同驕的各荒種陶床瓷敏噸感材史料。動(dòng)此外緣瑞，陶輩瓷材下料的伯微結(jié)絞構(gòu)--壺-晶粒敏、晶假界、贊氣孔舌等對(duì)尊材料顆的性熊能影悲響很蹲大，動(dòng)這些拘微結(jié)尚構(gòu)受愿制造未工藝再的影悉響，拒因此必，不施僅通震過改漂變配革方可限以改國變陶們瓷的繼特性,而且犬控制語工藝攏也可己以改昌變陶罪瓷的明特性倆，這斤就為種滿足徑各種壞敏感際元件攝的要觀求帶幅來了追方便始。20肅07（2）由籮于陶盡瓷材只料是慰經(jīng)過濃混合爛、成圾形、瓜高溫講燒結(jié)河等簡脹單工釣藝制勁成的若，所況以容抓易實(shí)鋒現(xiàn)批幟量生頂產(chǎn)，袋同時(shí)盼價(jià)格劫低廉籠。（3）陶板瓷材奸料是申非金匯屬無渣機(jī)質(zhì)徹固體冒，不太燃燒挽，耐鍛腐蝕詞，耐聾磨損餅，這蔥些性渠能都蓄是制問造可垂靠性慮高的許敏感裕元件龜所必少須的暴。（4）可獄通過肯和其俘他材烘料復(fù)廣合改擋進(jìn)性茶能。慚還可吊利用黨陶瓷移的多但功能奸性，糟實(shí)現(xiàn)交用單牢一陶負(fù)瓷片芳制成舟多功講能敏民感元?dú)Ъ?。敏感交陶瓷躬材料惕是采絹用化圾學(xué)、傻物理帥及熱建性能到穩(wěn)定支的金妖屬氧折化物嫌經(jīng)高布溫?zé)兘Y(jié)而呆成的艦，具艷有耐抓熱、蜻耐磨志、耐相腐蝕程等優(yōu)遲良特揉性，召不僅俘廣泛峽地用蹦于光牢、位沃置、色熱、爭(zhēng)電磁級(jí)波等州多種奏檢測(cè)句領(lǐng)域徒，而諸且適燭宜用洲在條暴件苛歌刻的始環(huán)境由中。20術(shù)071.基于鹽粒體嘗物性虎的敏誰感陶寸瓷材舟料微傳豎感器釋中使椅用的媽陶瓷任材料,最初邊主要結(jié)著眼緞?dòng)谒鼜N的粒帶體物贊性，牛即介音電性怖、磁福性及姐半導(dǎo)拍體性淚。陶如瓷材衣料在爸微傳嘴感器輔領(lǐng)域焰的應(yīng)搏用可僑能源久自材秀料科搶學(xué)技登術(shù)與肌信息眠科學(xué)斑技術(shù)趕的交順叉。殺制造枯各類先電子牛元器肺件的俱介電內(nèi)、鐵林電、報(bào)壓電圾等陶魯瓷功濁能材喪料，位以及IC封裝穗的裝怎置瓷頌等均按為絕斷緣體輔，保朵證優(yōu)策越的我絕緣羨性是霜實(shí)現(xiàn)李特定依功能摟的基亦礎(chǔ)。莖在制士造過牧程中完防止廚材料杠的半女導(dǎo)體半化，穴往往雕成為稻提高欲陶瓷素質(zhì)量章的重嗽要技巡壽術(shù)措內(nèi)施。嗎但反婚過來鞭，有演意地迫使陶穿瓷材嗎料半陵導(dǎo)體幟化，激促使州了半挪導(dǎo)體漫陶瓷喉材料岔（簡擋稱半另導(dǎo)瓷嘩）的瓶發(fā)展制，并門很快心在敏雹感元籌件和肢微傳燒感器鈔領(lǐng)域子得到灰廣泛經(jīng)應(yīng)用腰。半導(dǎo)扛瓷的擦半導(dǎo)遵化機(jī)贊理，肉在于聞陶瓷虎材料裳成分肉中化箱學(xué)計(jì)數(shù)量比夾的偏歸離或都雜質(zhì)丹缺陷礙對(duì)晶資粒的腹影響豬，以切及施惑主和保受主激在晶析界形昆成的雨界面廳勢(shì)壘戲，從讀而使們陶瓷車體的烈電導(dǎo)紅率由10-1演0S/閑m提高求到10-8~1京0-5S/挖m之間繭。這那種半桃導(dǎo)體貌的電育導(dǎo)率帥受外坐界條橡件，榴如溫辮度、棵電場(chǎng)匯、光眠照、洽氣氛抵、濕份度的藍(lán)影響圓可能邊發(fā)生腿顯著淹變化變。利捆用這汁種敏余感特桃性可示制造豬各種姥敏感唉元件禁和傳蠟感器表。其泄中以拜電導(dǎo)舒率特面性直羅接應(yīng)徐用于麥敏感乒電阻弦器最貢為成蟲功。伸即以帽半導(dǎo)暢瓷為只主的汪熱敏島電阻還。20悲072.濕敏群及氣回敏陶市瓷材所料敏感脹陶瓷句材料那在微挽傳感豆器方牌面的飽另一燃種應(yīng)幫用方賤式是鏟利用電粒體饅的某綿些特牙殊性概質(zhì)。置例如程，利忙用陶當(dāng)瓷上頑的孔妥隙，冒讓水釀?wù)羝x或氣宵體通凡過這票些氣弄孔，寫在陶發(fā)瓷內(nèi)面部擴(kuò)忍散并捏吸附毯于粒暴界表美面，曲將引禍起界鳴面導(dǎo)息電率羨的變雅化，恥從而松研制祖出新引型的市敏感仁元件庫。3.獅2.揉3高分伐子敏余感材尾料高分坐子，昆也稱焰聚合養(yǎng)物或御高聚桌物，鋸是由尊成千微上萬亂個(gè)原祥子通歉過共化價(jià)鍵繞連接些而成很的分齡子量默很大端（幾耀萬到桶幾百疤萬）扇的一肅類分長子?？矢叻制亲硬母擦?，耐顧名魂思義交，便周是以蚊高分終子化散學(xué)物國為主槳要原墊理，雀加入顏各種浪填料嶺或助剖劑制有成的陡材料還。高分披子材痕料既搞包括址常見淋的塑鋼料、驚橡膠夕、纖妨維（砍三者伶并稱宏三大光合成專材料混），斃也包娛括人隸們經(jīng)部常使揭用的勝涂料厲、黏歪合劑啊，以澡及功療能高拆分子節(jié)材料扶，如貓離子益交換繁樹脂碎（用喝于水匯凈化尊）、殿生物欲高分奔子材白料（費(fèi)用于離人造仗器官滋）等每。20渴07與比邀較成該熟的鮮金屬娃功能扔材料束、半礙導(dǎo)體素材料泄和敏棒感陶艇瓷材嶼料相黑比，確高分型子功熱能材慕料屬戶后起吩之秀寬。高春分子小功能屬材料憲能把憂大多飯數(shù)非嘉電信春號(hào)轉(zhuǎn)弟變成餡電信進(jìn)號(hào)。1.有機(jī)貿(mào)高分延子濕港敏材群料利用炕有機(jī)清高分媽子材奏料的拍自身避親水穿特性處，將訓(xùn)適量士的導(dǎo)林電微腿粒均滔勻地記與其互混合柄，可撓制成薄高分父子感康濕材勞料。2.有機(jī)策高分揉子氣念敏材怖料有機(jī)綱高分端子材產(chǎn)料還貍可作岡為氣慶體微耳傳感膏器的肉敏感杜材料季，具無有靈妥敏度獲高、茅選擇跪性好負(fù)、能殲在常違溫或位較低梅溫度奮下使饅用等匆一系柜列優(yōu)效點(diǎn)。旺由于溉有機(jī)馳化合絹物便默于修乞飾，祖可以篇按功媽能所前需進(jìn)境行分凈子設(shè)脊計(jì)和煙合成草，因低此隨蚊著薄滾膜技朝術(shù)及珍微電而子技執(zhí)術(shù)的眼發(fā)展粒，有塘機(jī)高杠分子庭氣體赤微傳丸感器欣在敏愉感材謠料的鞭成膜描工藝畫、結(jié)酸構(gòu)設(shè)秀計(jì)、沖信號(hào)塊檢出禽等方辦面都扔有所為突破詳，成雖為氣濟(jì)體微速傳感隨器中虧很重用要的趙一個(gè)則分支寬。20施073.有機(jī)慶高分退子壓塔電材都料高分宰子壓院電材逗料的興發(fā)展砍為力匠學(xué)量夾微傳偵感器喬的研貪制提廚供了唯一種館新的方材料效。自19靠69年河換谷川百發(fā)現(xiàn)瞎聚偏枝二氟汽乙烯徒（PV廉DF）壓陵電性必以來瓜，高允分子聞力學(xué)載量微趁傳感撲器的辱研究占開發(fā)遲獲得督迅速駝發(fā)展竹。3.哨2.迫4磁性蹲材料固體辛的磁旬特性忍與原穴子中問電子莫的特匹性有跪關(guān)。磁性泡材料悉可被剩用作踏將磁截通量備限定訴在確猶定的叼體積綿范圍揚(yáng)內(nèi)的皆結(jié)構(gòu)種元件依。此吊外，日在微狹傳感氧器中淡，可斯用于電檢測(cè)習(xí)一些退磁參攤量，更此時(shí)森被檢砌測(cè)的半磁參宮量能債改變陳另一旱些物絮理特覽性，懼如磁散敏電吩阻的倉電導(dǎo)榴率，祖還可踏用于疏檢測(cè)忌能改否變磁攪性的婆一些蒙物理畫量，森如溫驕度和偉機(jī)械粒應(yīng)力匯等。3.深2.刮5微傳御感器脅的封僻裝金屬蜻應(yīng)變支片式追傳感妨器金屬賴絲式倍應(yīng)變?yōu)a片金屬平箔式搞應(yīng)變嬌片壓阻按式傳氧感器壓阻削效應(yīng)晶向憐、晶耐面的團(tuán)表示隔方法壓阻廢系數(shù)固態(tài)局壓阻拴傳感匪器應(yīng)變差式傳漢感器優(yōu)點(diǎn)皆：①精度豎高，秒測(cè)量繭范圍翅廣②頻率叉響應(yīng)冒特性疼較好③結(jié)構(gòu)毛簡單濱，尺跪寸小冒，重貫量輕④可在驅(qū)高(低)溫、與高速欲、高軋壓、悔強(qiáng)烈?guī)熣駝?dòng)皮、強(qiáng)竟磁場(chǎng)歷及核寄輻射挑和化藝學(xué)腐策蝕等顯惡劣父條件司下正避常工栽作⑤易于勒實(shí)現(xiàn)鍛小型特化、玩固態(tài)中化⑥價(jià)格膠低廉菠，品端種多痕樣，著便于業(yè)選擇一、金屬霉應(yīng)變皇片式敏傳感襲器金屬滋應(yīng)變津片式鎮(zhèn)傳感綢器的貴核心五元件鏈?zhǔn)墙鸨瑢賾?yīng)蒸變片販，它享可將摟試件內(nèi)上的具應(yīng)變管變化濟(jì)轉(zhuǎn)換環(huán)成電牲阻變盾化。缺點(diǎn)服：具煮有非預(yù)線性去，輸欺出信株號(hào)微宏弱，哪抗干乎擾能殲力較母差，掃因此臟信號(hào)頃線需豆要采渾取屏涼蔽措范施；國只能擱測(cè)量傾一點(diǎn)稅或應(yīng)餐變柵紡范圍挪內(nèi)的坐平均艦應(yīng)變殃，不窩能顯潑示應(yīng)抬力場(chǎng)稀中應(yīng)輕力梯帳度的滅變化士等；待不能掉用于座過高粒溫度怒場(chǎng)合障下的次測(cè)量承。(一)金屬改絲式差應(yīng)變碌片1、應(yīng)關(guān)變效堵應(yīng)當(dāng)金哄屬絲味在外刊力作刪用下支發(fā)生鍛機(jī)械甩變形鴨時(shí)，蘆其電行阻值界將發(fā)披生變些化，火這種清現(xiàn)象絨稱為付金屬幻玉的電祝阻應(yīng)待變效平應(yīng)。設(shè)有賺一根通長度配為l、截周面積飼為S、電騙阻率糟為ρ的金漲屬絲性，其揚(yáng)電阻R為兩邊亞取對(duì)莖數(shù)，僚得等式懼兩邊遞取微礦分，鮮得——電阻律的相芝對(duì)變裝化；——電阻胸率的短相對(duì)考變化植；——金屬泥絲長鐮度相榆對(duì)變摔化，紐奉用ε表示真，ε=稱為奸金屬拴絲長劈燕度方灘向上矮的應(yīng)襪變或張軸向堤應(yīng)變喝；——截面羊積的包相對(duì)啟變化輔。dr殿/r為金邁屬絲西半徑廟的相也對(duì)變?nèi)腔?，飲即徑休向?yīng)陷變?yōu)棣舝。S=πr2dS/S靜=2演·d伴r/敢rεr=桿–με由材姐料力綱學(xué)知將微紛分dR、dρ改寫鑄成增厚量ΔR、Δρ，則金屬撿絲電督阻的筋相對(duì)移變化擠與金鄙屬絲橋的伸宮長或是縮短馬之間交存在門比例藥關(guān)系可。比例男系數(shù)KS稱為丸金屬疲絲的腸應(yīng)變?cè)觎`敏俘系數(shù)。物理賞意義架：單哪位應(yīng)鉆變引躍起的跟電阻心相對(duì)胡變化遇。KS由兩件部分壁組成矩：前一達(dá)部分飲是（1+谷2μ），慚由材攝料的茫幾何研尺寸婆變化漫引起釀，一貧般金踢屬μ≈0巴.3，因舒此（1+矩2μ）≈1.堅(jiān)6；后一陰部分攀為獄，電胃阻率純隨應(yīng)會(huì)變而拼引起言的（振稱“仇壓阻克效應(yīng)虧”）鋒。對(duì)金吉屬材搶料，詞以前呀者為賞主，熔則KS≈雪1+貓2μ；對(duì)半勿導(dǎo)體游，KS值主敗要由自電阻稱率相護(hù)對(duì)變吹化所肥決定竿。實(shí)驗(yàn)滅表明孟，在口金屬報(bào)絲拉癥伸比物例極理限內(nèi)黑，電稱阻相練對(duì)變秋化與別軸向教應(yīng)變裝成正哥比。蠢通常KS在1.軋8～3.稻6范圍彈內(nèi)。2341電阻敘應(yīng)變鋒片結(jié)懷構(gòu)示抱意圖bl2、應(yīng)客變片躺的結(jié)族構(gòu)與音材料由敏感方柵1、基辯底2、蓋套片3、引厭線4和粘紀(jì)結(jié)劑等組耗成。莖這些約部分廚所選萬用的矮材料喪將直升接影訂響應(yīng)交變片黎的性鈴能。續(xù)因此優(yōu)，應(yīng)館根據(jù)嬌使用宜條件甚和要沖求合狂理地分加以倍選擇口。（1）敏感肥柵由金夾屬細(xì)忘絲繞怖成柵量形。醬電阻畝應(yīng)變史片的腎電阻喇值為60遍Ω、12睬0Ω、20狠0Ω等多棍種規(guī)湖格，項(xiàng)以12倚0Ω最為燒常用鼠。應(yīng)竹變片掩柵長愧大小都關(guān)系姨到所扭測(cè)應(yīng)摔變的挨準(zhǔn)確追度，嫂應(yīng)變抽片測(cè)財(cái)?shù)玫呐紤?yīng)變快大小利是應(yīng)六變片黨柵長付和柵南寬所美在面改積內(nèi)硬的平仿均軸牛向應(yīng)始變量價(jià)。柵長柵寬（2）基底續(xù)和蓋繳片基底頑用于始保持賭敏感沒柵、母引線蜘的幾仁何形墨狀和癥相對(duì)雞位置毯，蓋嶼片既風(fēng)保持邪敏感粗柵和階引線余的形作狀和米相對(duì)趙位置艇，還對(duì)可保首護(hù)敏心感柵兼。基灣底的胳全長具稱為歷基底扭長，兼其寬勢(shì)度稱護(hù)為基序底寬勒。（3）引線是從誘應(yīng)變耕片的表敏感綁柵中劑引出穩(wěn)的細(xì)旋金屬素線。漠對(duì)引艷線材頌料的仆性能丘要求擦：電純阻率網(wǎng)低、挨電阻臘溫度瘦系數(shù)塑小、昂抗氧火化性槽能好滅、易捐于焊兩接。榨大多姥數(shù)敏泥感柵店材料走都可博制作勇引線揪。（4）粘結(jié)鋸劑用于粥將敏液感柵顯固定讀于基搜底上排，并鑒將蓋掙片與弊基底吐粘貼乎在一鵝起。方使用妻金屬置應(yīng)變匠片時(shí)乞，也偏需用挑粘結(jié)遼劑將攪應(yīng)變盈片基寶底粘珠貼在膠構(gòu)件貼表面擔(dān)某個(gè)餓方向按和位致置上紐奉。以娘便將盛構(gòu)件祝受力軟后的轟表面材應(yīng)變綿傳遞雙給應(yīng)煩變計(jì)項(xiàng)的基附底和咸敏感省柵。3、主經(jīng)要特攀性（1）靈敏增度系捧數(shù)金屬列應(yīng)變所絲的觀電阻第相對(duì)掃變化違與它落所感炮受的愉應(yīng)變番之間索具有咽線性約關(guān)系滾，用新靈敏絮度系魂數(shù)KS表示你。當(dāng)罩金屬姑絲做哪成應(yīng)黑變片濁后，插其電阿阻—應(yīng)變洋特性質(zhì)，與金屬庸單絲吉情況竟不同。因坡此，蹤蝶須用謙實(shí)驗(yàn)肯方法翅對(duì)應(yīng)貿(mào)變片尖的電殿阻—應(yīng)變便特性待重新廁測(cè)定蘇。實(shí)廊驗(yàn)表芽明，金屬果應(yīng)變邁片的絹電阻戰(zhàn)相對(duì)伍變化胖與應(yīng)彈變?chǔ)旁诤芄虒挼纳彿秶鷻?quán)內(nèi)均己為線儀性關(guān)譯系。即K為金勞屬應(yīng)兇變片拖的靈催敏系友數(shù)。秋注意祥，K是在對(duì)試件論受一夫維應(yīng)廳力作滲用，壘應(yīng)變按片的系軸向奸與主疫應(yīng)力拼方向吉一致忙，且曠試件重材料且的泊希松比絨為0.鬧28說5的鋼永材時(shí)襪測(cè)得憲的。鞠測(cè)量堵結(jié)果迎表明車，應(yīng)變太片的件靈敏春系數(shù)K恒小消于線護(hù)材的甲靈敏膊系數(shù)KS。原倆因：渣膠層梨?zhèn)鬟f辟變形盾失真愚，橫欺向效旱應(yīng)也呀是一昆個(gè)不虜可忽仔視的圓因素擦。絲繞熟式應(yīng)趟變片介敏感當(dāng)柵半皆圓弧斧形部領(lǐng)分bOlεrrdldθθε0ε（2）橫向肉效應(yīng)金屬棋應(yīng)變殖片由房誠于敏覆感柵怠的兩遣端為冒半圓狼弧形曲的橫烘柵，柜測(cè)量衛(wèi)應(yīng)變族時(shí)，脂構(gòu)件偽的軸垂向應(yīng)設(shè)變?chǔ)攀姑艨涓袞蓬A(yù)電阻爸發(fā)生躬變化石，其龍橫向技應(yīng)變?chǔ)舝也將近使敏稱感柵屯半圓羽弧部飽分的平電阻油發(fā)生卵變化(除了ε起作混用外)，應(yīng)閱變片構(gòu)的這器種既胳受軸艦向應(yīng)尺變影寒響，桑又受獎(jiǎng)橫向亭應(yīng)變特影響稻而引學(xué)起電蝕阻變魔化的鐵現(xiàn)象是稱為佛橫向插效應(yīng)吼。圖為灘應(yīng)做變片征敏感源柵半競(jìng)圓弧夏部分薦的形臭狀。掩沿軸麻向應(yīng)超變?yōu)棣?，沿退橫向警應(yīng)變良為εr。若敏斷感柵炕有n根縱匙柵，映每根哨長為l，半企徑為r，在來軸向傷應(yīng)變?chǔ)抛饔脙斚?，海全部肉縱柵扮的變尋形視違為ΔL1半圓濃弧橫渣柵同龜時(shí)受毅到ε和εr的作并用，粒在任月一微反小段花長度dl=rdθ上的社應(yīng)變?chǔ)纽瓤捎膳疾牧细绷W(xué)交公式薪求得每個(gè)鍛圓弧貨形橫曾柵的唯變形柜量Δl為縱柵養(yǎng)為n根的馳應(yīng)變共片共候有n-1個(gè)半浸圓弧如橫柵欺，全妥部橫葵柵的萬變形球量為ΔL1=n帝lε應(yīng)變競(jìng)片敏蠅感柵類的總父變形速為敏感如柵柵裕絲的到總長對(duì)為L，敏斑感柵斗的靈苗敏系愿數(shù)為KS，則永電阻簽相對(duì)搭變化段為令則可見淋，敏催感柵榆電阻鐘的相現(xiàn)對(duì)變背化分畫別是ε和εr作用篩的結(jié)蘋果。當(dāng)εr=0時(shí)，炸可得鴿軸向血靈敏適度系品數(shù)同樣饞，當(dāng)ε=0時(shí)，趁可得瘦橫向丘靈敏例度系暑數(shù)橫向千靈敏抱系數(shù)秩與軸符向靈強(qiáng)敏系肝數(shù)之泉比值灶，稱尤為橫物向效逆應(yīng)系侮數(shù)H。即由上寨式可菜見，r愈小僅，l愈大革，則H愈小行。即閘敏感烘柵越質(zhì)窄、捧基長丹越長井的應(yīng)佳變片兩，其謹(jǐn)橫向雁效應(yīng)叛引起核的誤奧差越第小。（3）機(jī)械位滯后應(yīng)變艷片粘禽貼在汪被測(cè)誕試件暮上，夠當(dāng)溫魄度恒挎定時(shí)影，其幕加載逐特性怨與卸戲載特杏性不星重合械，即曉為機(jī)糕械滯以后。產(chǎn)生抬原因胸：應(yīng)詠?zhàn)兤e在承歇受機(jī)靠械應(yīng)首變后炎，其喘內(nèi)部倘會(huì)產(chǎn)繡生殘什余變鉤形，葛使敏僚感柵慨電阻機(jī)發(fā)生幼少量胃不可門逆變?nèi)~化；敬在制稀造或嚴(yán)粘貼撤應(yīng)變臂片時(shí)勵(lì)，如脅果敏星感柵及受到佛不適猛當(dāng)?shù)陌鬃冃蝿蚧蛘吆罢辰Y(jié)唇劑固歪化不船充分碗。ΔεΔε1機(jī)械應(yīng)變?chǔ)判遁d加載指示應(yīng)變?chǔ)舏應(yīng)變片的機(jī)械滯后機(jī)械撇滯后叨值還診與應(yīng)偽變片者所承伍受的透應(yīng)變忙量有逢關(guān)，沉加載授時(shí)的顧機(jī)械感應(yīng)變王愈大旁，卸似載時(shí)殺的滯傲后也豬愈大攔。所年以，板通常候在實(shí)貧驗(yàn)之砍前應(yīng)掃將試駁件預(yù)隱先加費(fèi)、卸杏載若藥干次啟，以個(gè)減少賀因機(jī)屯械滯僵后所族產(chǎn)生挺的實(shí)傷驗(yàn)誤稼差。（4）零點(diǎn)斗漂移煤和蠕口變對(duì)于踩粘貼月好的肢應(yīng)變塊片，克當(dāng)溫辮度恒墊定時(shí)奮，不相承受異應(yīng)變憲時(shí)，圖其電解阻值蛙隨時(shí)瓣間增妥加而何變化般的特陵性，倆稱為剩應(yīng)變狠片的禁零點(diǎn)獎(jiǎng)漂移。產(chǎn)生連原因：敏似感柵緊通電盯后的制溫度驕效應(yīng)慚；應(yīng)朋變片喉的內(nèi)尋應(yīng)力雙逐漸責(zé)變化布；粘躺結(jié)劑山固化舟不充肆分等砍。如果李在一脹定溫集度下樓，使姥應(yīng)變今片承甩受恒射定的染機(jī)械橡應(yīng)變基，其須電阻培值隨汽時(shí)間崗增加言而變問化的溫特性蠟稱為沈蠕變拖。一般富蠕變涂的方偶向與高原應(yīng)襲變量慨的方著向相領(lǐng)反。產(chǎn)生唐原因：由翁于膠吃層之站間發(fā)舌生“就滑動(dòng)選”，爪使力翼傳到區(qū)敏感最柵的宵應(yīng)變強(qiáng)量逐制漸減乏少。這是鋼兩項(xiàng)化衡量稀應(yīng)變廁片特爐性對(duì)英時(shí)間侄穩(wěn)定疫性的杜指標(biāo)闊，在歉長時(shí)紙間測(cè)里量中州其意株義更才為突獎(jiǎng)出。艇實(shí)際陸上，優(yōu)蠕變脈中包妻含零掌漂，腦它是菌一個(gè)鋼特例印。（5）應(yīng)倆變極閘限在一難定溫研度下豈，應(yīng)變晉片的執(zhí)指示亂應(yīng)變丙對(duì)測(cè)泛試值艦的真把實(shí)應(yīng)御變的干相對(duì)紐奉誤差天不超芽過規(guī)崗定范俯圍（夜一般致為10還%）時(shí)茶的最撫大真爛實(shí)應(yīng)觸變值哥。在圖唇中，續(xù)真實(shí)逃應(yīng)變謝是由些于工慌作溫竭度變晃化或煤承受幅機(jī)械繭載荷忠，在轉(zhuǎn)被測(cè)歡試件故內(nèi)產(chǎn)禍生應(yīng)曠力(包括勞機(jī)械量應(yīng)力站和熱磁應(yīng)力)時(shí)所狡引起舍的表裳面應(yīng)拖變。εlim真實(shí)應(yīng)變?chǔ)舲指示應(yīng)變?chǔ)舏應(yīng)變片的應(yīng)變極限±10%1主要極因素掩：粘已結(jié)劑狐和基昌底材豈料傳績遞變毫形的掉性能舟及應(yīng)邪變片帽的安表裝質(zhì)有量。男制造勢(shì)與安畫裝應(yīng)膀變片幅時(shí)，圾應(yīng)選跡用抗脂剪強(qiáng)盟度較五高的嶄粘結(jié)草劑和舟基底異材料臂?；械缀退驼辰Y(jié)暈劑的動(dòng)厚度育不宜驕過大舍，并邪應(yīng)經(jīng)脖過適岸當(dāng)?shù)奶裙袒幚頊?zhǔn)，才襖能獲友得較篇高的荷應(yīng)變樂極限扭。（6）動(dòng)態(tài)靜特性當(dāng)被皮測(cè)應(yīng)液變值嶺隨時(shí)狼間變妄化的波頻率緞很高協(xié)時(shí)，致需考黃慮應(yīng)肥變片骨的動(dòng)劍態(tài)特呈性。求因應(yīng)第變片分基底流和粘等貼膠孫層很融薄，袍構(gòu)件紀(jì)的應(yīng)旺變波搏傳到允應(yīng)變趕片的驅(qū)時(shí)間廢很短(估計(jì)項(xiàng)約0.鵝2μ征s)，故招只需遮考慮撒應(yīng)變短沿應(yīng)萌變片腹軸向證傳播潑時(shí)的屯動(dòng)態(tài)歌響應(yīng)元。設(shè)一禍頻率飽為f的正殺弦應(yīng)淘變波允在構(gòu)園件中臨以速胸度v沿應(yīng)菌變片摘柵長偉方向刺傳播下，在深某一至瞬時(shí)t，應(yīng)獲變量留沿構(gòu)匹件分憤布如爺圖所澤示。應(yīng)變開片對(duì)憐應(yīng)變理波的沖動(dòng)態(tài)蕉響應(yīng)ε0應(yīng)變叉片ε1lx1λεx設(shè)應(yīng)摘變波肯波長蹄為λ，則梢有λ=v賭/f。應(yīng)掛變片倡柵長知為L，瞬膜時(shí)t時(shí)應(yīng)慈變波銳沿構(gòu)套件分價(jià)布為應(yīng)變揭片中駝點(diǎn)的廣應(yīng)變猜為xt為t瞬時(shí)想應(yīng)變定片中弓點(diǎn)的守坐標(biāo)仔。應(yīng)嚷變片穿測(cè)得般的應(yīng)詳變?yōu)槊珫砰Ll范圍陜內(nèi)的勺平均獸應(yīng)變?chǔ)舖，其棵數(shù)值言等于l范圍糖內(nèi)應(yīng)度變波術(shù)曲線護(hù)下的艇面積誘除以l，即平均膊應(yīng)變?chǔ)舖與中本點(diǎn)應(yīng)牛變?chǔ)舤相對(duì)悶誤差δ為δ（%）1.620.52誤差δ的計(jì)算結(jié)果

1/201/10由上賣式可田見，惡相對(duì)此誤差δ的大織小只混決定鎖于鑰的比兄值，悟表中爽給出響了為1/咬10和1/腎20時(shí)δ的數(shù)砍值。由表臺(tái)可知旬，應(yīng)航變片密柵長譽(yù)與正薯弦應(yīng)行變波霧的波視長之倦比愈惹小，妹相對(duì)待誤差δ愈小跨。當(dāng)葬選中反的應(yīng)戚變片幕柵長企為應(yīng)貴變波尋長的牛（1/攝10支~1憶/2步0）時(shí)垂，δ將小澤于2%。因?yàn)槭街笑浴獞?yīng)變?nèi)覆ㄔ诘自嚰≈械膽覀鞑ナ克俣壤?；f——應(yīng)變害片的輔可測(cè)沉頻率淹。取委，呆則若已孩知應(yīng)懸變波疼在某拐材料允內(nèi)傳言播速船度υ，由軋上式傻可計(jì)祝算出悶柵長灶為L的應(yīng)浪變片腫粘貼坑在某活種材駕料上戲的可專測(cè)動(dòng)干態(tài)應(yīng)騎變最陽高頻販率。4、溫度艦誤差林及其華補(bǔ)償（1）溫度茂誤差用作泉測(cè)量族應(yīng)變封的金挺屬應(yīng)像變片樂，希銀望其竹阻值傻僅隨床應(yīng)變縱變化稅，而信不受筆其它紹因素稀的影蝦響。茫實(shí)際車上應(yīng)紡變片垃的阻攔值受感環(huán)境汁溫度(包括滑被測(cè)思試件永的溫雹度)影響楚很大燒。由販于環(huán)百境溫竭度變絨化引方起的嚴(yán)電阻淚變化介與試捧件應(yīng)蠢變所缸造成向的電屋阻變?nèi)驶瘞捉坪跤形逑嗤獾臄?shù)遲量級(jí)缸，從常而產(chǎn)魔生很逆大的氣測(cè)量步誤差奴，稱尤為應(yīng)翅變片丸的溫刃度誤開差，籃又稱擦熱輸霜出。狂因環(huán)泳境溫漠度改酷變而心引起競(jìng)電阻覽變化竄的兩聾個(gè)主耐要因戲素：應(yīng)變競(jìng)片的湖電阻徑絲(敏感普柵)具有悼一定就溫度山系數(shù)兄；電阻催絲材謙料與捆測(cè)試券材料較的線乒膨脹刮系數(shù)減不同架。設(shè)環(huán)胳境引蹄起的責(zé)構(gòu)件顧溫度要變化迎為Δt（℃的）時(shí)繭，粘牲貼在賴試件昨表面鳥的應(yīng)傻變片霸敏感功柵材往料的饒電阻財(cái)溫度袋系數(shù)桌為αt，則昆應(yīng)變敏片產(chǎn)累生的沫電阻銹相對(duì)游變化繞為由于望敏感固?hào)挪难毫虾桶璞粶y(cè)球構(gòu)件星材料內(nèi)兩者傾線膨予脹系僵數(shù)不促同，宅當(dāng)Δt存在考時(shí)，翻引起梯應(yīng)變董片的攜附加榮應(yīng)變谷，其飼值為βe—試件界材料逐線膨塑脹系瀉數(shù)；βg—敏感佳柵材深料線內(nèi)膨脹佩系數(shù)緊。相應(yīng)熊的電番阻相梅對(duì)變獻(xiàn)化為K——應(yīng)變狡片靈么敏系盛數(shù)。溫度躍變化土形成所的總爐電阻躺相對(duì)納變化趕：相應(yīng)暮的虛褲假應(yīng)吐變?yōu)樯鲜叫閼?yīng)咬變片陶粘貼線在試贊件表妹面上買，當(dāng)圈試件診不受步外力偷作用沸，在策溫度裙變化Δt時(shí)，只應(yīng)變熟片的盟溫度錫效應(yīng)胳。用訴應(yīng)變外形式掘表現(xiàn)描出來王，稱門之為普熱輸黑出?？梢娦?，應(yīng)凈變片艱熱輸尿出的爆大小挽不僅窮與應(yīng)幸變計(jì)草敏感墻柵材退料的朗性能(αt,βg)有關(guān)啦，而逗且與股被測(cè)計(jì)試件蔬材料緩的線宅膨脹戶系數(shù)(βe)有關(guān)物。金屬絞箔式永應(yīng)變醒片（二寫）金屬組箔式奮應(yīng)變框片箔式葵應(yīng)變朱片的鏈工作六原理泳基本膀和電手阻絲損式應(yīng)會(huì)變片牧相同鼻。它惠的電淡阻敏腔感元丙件不啦是金課屬絲犁柵，紛而是犧通過首光刻勻、腐哥蝕等頸工序棗制成地的薄歌金屬煉箔柵霉，故宵稱箔興式電文阻應(yīng)剪變片低，如悄圖。飽金屬垮箔的鐮厚度—般為(0獨(dú).0侵03～0.若01描0)香mm，它續(xù)的基朋片和第蓋片描多為湊膠質(zhì)柱膜，循基片劍厚度老一般找為(0煉.0殺3～0.格05捐)m洗m。金屬班箔式螺應(yīng)變域片和走絲式輛應(yīng)變擴(kuò)片相鄙比較注，有櫻如下特點(diǎn)。①金糞屬箔輩柵很份薄，縮慧因而墳它所律感受俗的應(yīng)邪力狀述態(tài)與蹲試件懸表面體的應(yīng)限力狀將態(tài)更存為接碰近。幫其次拔，當(dāng)祝箔材糕和絲銳材具鋪有同講樣的倆截面駕積時(shí)租，箔端材與坑粘接機(jī)層的掙接觸訓(xùn)面積季比絲集材大焦，使曠它能招更好菜地和南試件乞共同松工作罩。第調(diào)三，跪箔柵輛的端我部較戲?qū)?，膊橫向案效應(yīng)嗎較小冬，因情而提刃高了毛應(yīng)變甩測(cè)量姥的精資度。②箔低材表?xiàng)蠲娣e致大，田散熱里條件堂好，子故允虹許通愚過較球大電憂流，考因而系可以屠輸出欲較大訂信號(hào)茶，提造高了滅測(cè)量奔靈敏召度。③箔設(shè)柵的牌尺寸辰準(zhǔn)確鍋、均廈勻，沙且能還制成禮任意頑形狀貞，特反別是架為制慮造應(yīng)期變花外和小蠶標(biāo)距拜應(yīng)變租片提桃供了艷條件哪，從勤而擴(kuò)防大了適應(yīng)變胸片的涂使用催范圍志。④便胡于成猴批生劃產(chǎn)。⑤缺唇點(diǎn)：雹電阻藏值分子散性里大，岸有的艦相差扔幾十Ω，故閣需要麗作阻捎值調(diào)版整；矛生產(chǎn)仗工序掀較為耕復(fù)雜車，因且引出棗線的說焊點(diǎn)潛采用請(qǐng)錫焊脹，因仔此不小適于風(fēng)高溫咬環(huán)境腐下測(cè)眉量；乒此外勁價(jià)格兇較貴幼。二、館壓糊阻式呼傳感抱器是利撐用硅犧的壓肅阻效助應(yīng)和歷微電澡子技及術(shù)制欺成的例，是佳一種片新的塌物性律型傳竭感器眠。優(yōu)點(diǎn)踢：靈桂敏度橫高、口動(dòng)態(tài)遲響應(yīng)胸好、勢(shì)精度嫌高、及易于顯微型?；秃灱蓾q化等顯。（一袋）壓阻直效應(yīng)單晶躬硅材堂料在革受到越應(yīng)力聲作用電后，汗其電標(biāo)阻率樸發(fā)生異明顯斑變化斜，這吸種現(xiàn)距象被晌稱為掀壓阻粒效應(yīng)離。對(duì)半帶導(dǎo)體糠材料對(duì)金獸屬材嘗料電阻呆相對(duì)冷變化坡量由于πE一般富都比頓（1+濾2μ）大永幾十磚倍甚奮至上形百倍豪，因難此引算起半昆導(dǎo)體會(huì)材料撲電阻省相對(duì)鞋變化肅的主提要原熔因是勞壓阻詳效應(yīng)猶，所團(tuán)以上薦式可芽近似險(xiǎn)寫成式中π—掉—壓阻邊系數(shù)納；E——彈性稠模量租；σ—承—應(yīng)力匪；ε—疊—應(yīng)變炊。上式鼻表明粒壓阻求傳感預(yù)器的怪工作字原理歷是基睡于壓甲阻效置應(yīng)。擴(kuò)散以硅壓蛙阻式筑傳感蘆器的溪基片肆是半奪導(dǎo)體拳單晶復(fù)硅。急單晶港硅是純各向補(bǔ)異性己材料絨，取糠向不例同其內(nèi)特性請(qǐng)不一暗樣。爹而取溪向是余用晶睬向表背示的乓，所窯謂晶越向就居是晶臺(tái)面的蜘法線床方向予。

CZOBAXY11晶體晶面的截距表示（二休）晶向鐮、晶瓣面的叉表示腎方法結(jié)晶懸體是標(biāo)具有割多面爐體形龍態(tài)的樸固體抽，由戀分子浩、原酸子或惠離子耽有規(guī)酷則排甘列而紋成。何這種助多面散體的趴表面宰由稱蘇為晶網(wǎng)面的矛許多口平面屋圍合肆而成摟。晶顆面與販晶面退相交基的直杯線稱楊為晶想棱，唯晶棱賭的交策點(diǎn)稱殲為晶概體的難頂點(diǎn)肺。為戚了說跑明晶罪格點(diǎn)棵陣的抖配置坦和確苦定晶胞面的蹦位置罷，通灰常引需進(jìn)一禁組對(duì)源稱軸辱線，革稱為宏晶軸孩，用X、Y、Z表示肢。硅為扮立方授晶體壤結(jié)構(gòu)微，就錦取立枕方晶利體的鎮(zhèn)三個(gè)漂相鄰陳邊為X、Y、Z。在桿晶軸X、Y、Z上取種與所光有晶登軸相鵲交的不某晶父面為您單位旨晶面漲，如類圖5.川1-聽19所示著。此晶彈面與扎坐標(biāo)哪軸上瞇的截勒距為OA、OB、OC。已沒知某灶晶面耗在X、Y、Z軸上邁的截領(lǐng)距為OAx、OBy、OCz，它尤們與股單位另晶面慘在坐躍標(biāo)軸驚截距喪的比?？蓪懾i成式中潔，p、q、r為沒米有公輸約數(shù)(1除外)的簡池單整煎數(shù)。底為了節(jié)方便堂取其意倒數(shù)拔得式中搏，h、k、l也為饒沒有爪公約霸數(shù)（1除外洲）的稀簡單鋤整數(shù)脆。依限據(jù)上訊述關(guān)兩系式研，可知以看賄出截使距OAx、OBy、OCz的晶僻面，偉能用向三個(gè)班簡單日整數(shù)h、k、l來表批示。h、k、l稱為抄密勒璃指數(shù)劑。而晶賽向是忽晶面努的法投線方篩向，行根據(jù)派有關(guān)質(zhì)的規(guī)季定，晶面符號(hào)步為(hk閣l)，晶面競(jìng)?cè)?hào)墻為{hk傍l}，晶慶向符曠號(hào)為[hk編l]，晶向全集符號(hào)懲為〈hk欲l〉。晶盤面所藏截的朗線段包對(duì)于X軸，O點(diǎn)之糊前為陷正，O點(diǎn)之串后為違負(fù)；閱對(duì)于Y軸，O點(diǎn)右乓邊為椅正，O點(diǎn)左醒邊為沃負(fù)；璃對(duì)于Z軸，累在O點(diǎn)之佩上為哲正，O點(diǎn)之戶下為竹負(fù)。依據(jù)瀉上述歪規(guī)定因的晶予體符凍號(hào)的且表示福方法軍，可低用來揉分析破立方稍晶體妨中的戚晶面耳、晶頁向。矮在立熄方晶鏡體中辣，所便有的禿原子謊可看六成是貫分布缸在與塔上下蒼晶面卻相平紙行的諷一簇墳晶面藍(lán)上，氧也可譜看作打是分順布在侮與兩邀側(cè)晶員面相更平行堵的一史簇晶銜面上屈，要言區(qū)分助這不靠同的紀(jì)晶面惱，需嘗采用柴密勒星指數(shù)雙來對(duì)贈(zèng)晶面海進(jìn)行注標(biāo)記銅。晶捏面若勉在X、Y、Z軸上宅截取伶單位過截距尖時(shí)，贈(zèng)密勒另指數(shù)幸就是1、1、1。故飽晶面愿、晶淡向、覺晶面孟全集夸及晶觸體全內(nèi)集分們別表攜示為(1泉1軋1贏)、[1怨1稼1喊]、{1斷1仁1叔}、〈1云1鋒1石〉。若晶拳面與態(tài)任一車晶軸妨平行個(gè)，則謀晶面轉(zhuǎn)符號(hào)信中相誕對(duì)于喊此軸頓的指吼數(shù)等節(jié)于零廊，因滴此與X軸相袋交而本平行牛于其啄余兩扛軸的芽晶面棕用(1殖0搶0全)表示貝，其夸晶向栽為[1株0雄0泰]；與Y軸相蛋交面晃平行秤于其公余兩嫌軸的稿晶面相為(0能1嬌0突)，其巧晶向頑為[0鎮(zhèn)1犯0脊]；與Z軸相樸交而匪平行統(tǒng)于X、Y軸的顫晶面漠為(0活0鉤1拳)，晶有向?yàn)閇0息0灰1蟻]。同哪理，端與X、Y軸相霞交而惹平行對(duì)于Z軸的比晶面斑為(1盒1丈0踏)，其雙晶向臭為[1惰1蝴0撤]；其耗余類累推。綠硅立嘗方晶殿體內(nèi)持幾種勒不同蹈晶向維及符簡號(hào)如往圖。(110)[110][100](100)(111)[111][001][100][010][110][100][001]ZYX單晶硅內(nèi)集中不同晶向與晶面（b）（a）對(duì)于詞同一網(wǎng)單晶夕，不負(fù)同晶飼面上串原子胞的分絮布不延同。牲如硅礙單晶掀中，(1識(shí)1蜓1票)晶面慕上的添原子鋸密度獲最大斥，(1納0吹0巾)晶面符上原季子密愧度最汪小。陪各晶跡面上散的原獸子密濾度不妙同，捷所表意現(xiàn)出害的性反質(zhì)也適不同政，如(1紅1號(hào)1寄)晶面皺的化舍學(xué)腐商蝕速字率為拜各向姻同性劉，而(1惠0嗽0精)晶面母上的而化學(xué)殖腐蝕奶速率吳為各扶向異名性。單晶齡硅是已各向浩異性眨的材席料，等取向襖不同犧，則國壓阻牌效應(yīng)海也不健同。弄硅壓傾阻傳通感器宿的芯巡壽片，挽就是襖選擇逆壓阻僵效應(yīng)物最大嫩的晶嶺向來坦布置畢電阻嶺條的果。同武時(shí)利叢用硅欣晶體笨各向?qū)毊愋越?、腐伏蝕速呆率不巧同的望特性追，采扇用腐塔蝕工為藝來?xiàng)澲圃鞚峁璞男蔚牧T壓阻漠芯片谷。（三抹）壓笛阻系潑數(shù)1、壓墾阻系寬數(shù)的貴定義半導(dǎo)電體電忠阻的苗相對(duì)揚(yáng)變化造近似鞭等于猶電阻有率的崗相對(duì)快變化茄，而翅電阻洲率的億相對(duì)尖變化門與應(yīng)隊(duì)力成葛正比蒸，二拘者的愉比例宅系數(shù)亡就是搜壓阻田系數(shù)悔。即單晶太硅的招壓阻團(tuán)系數(shù)慕矩陣譯為20爭(zhēng)07（10伴0）晶訊面上吹的壓近阻系殼數(shù)曲甚線20歸07單晶滴硅壓冠阻系榴數(shù)：初當(dāng)單行晶硅資受到眨一定政的應(yīng)大力時(shí)蹲，其曬電阻臉率隨呢應(yīng)力粱變化蓬具有踐線性寨關(guān)系欺。壓阻極效應(yīng)茶的各雄向異桂性：喬半導(dǎo)喘體壓療力傳嫩感器甩一般具常選趁用（00券1）、定（01圣1）、床（21祝1）三向個(gè)晶墳面，葡因?yàn)槿鲈谶@經(jīng)三個(gè)漿晶面香上都暴具有逗某一匙個(gè)或另幾個(gè)培晶向誼上壓摧阻系集數(shù)較鋸大的寶特點(diǎn)蟲。20浸07多向見應(yīng)力養(yǎng)作用館在單祥晶硅躬上，財(cái)由于自壓阻握效應(yīng)支，硅械晶體獎(jiǎng)的的羨電阻歷率變偵化，悅引起腳電阻往的變亮化，腹其相蛇對(duì)變悠化dR/R與應(yīng)珍力的云關(guān)系脊如下概式。挽在正飽交坐凡標(biāo)系隆中，揪坐標(biāo)央軸與徐晶軸技一致坡時(shí)，坊有式中σl——縱向杯應(yīng)力朝；σt——橫向肅應(yīng)力棗；σs——與σl、σt垂直挑方向住上的住應(yīng)力策；πl(wèi)、πt、πs——分別該為σl、σt、σs相對(duì)謝應(yīng)的算壓阻等系數(shù)錫，πl(wèi)表示宜應(yīng)力產(chǎn)作用慈方向答與通宰過壓職阻元雁件電篇流方逆向一臭致時(shí)酬的壓悶阻系肝數(shù)，πt表示嶼應(yīng)力姑作用脫方向掉與通存過壓隙阻元傭件電然流方砌向垂?jié)M直時(shí)棉的壓框阻系輝數(shù)。當(dāng)坐頸標(biāo)軸鹿與晶陰軸方栽向有畫偏離課時(shí)，鄙再考倍慮到πsσs，一蚊般擴(kuò)么散深水度為留數(shù)微究米，著垂直臨應(yīng)力恥較小盒可以叢忽略勿。因咬此電惱阻的產(chǎn)相對(duì)貞變化允量可談?dòng)上滤际接?jì)嫁算（5.羅1-耕56）式中πl(wèi)、πt值可床由縱房誠向壓濟(jì)阻系獨(dú)數(shù)π11、橫刑向壓盾阻系候數(shù)π12、剪足切壓雜阻系歉數(shù)π44的代仆數(shù)式旱計(jì)算劇，即（5.監(jiān)1-扛57）（5.輕1-旗58）式中l(wèi)1、m1、n1——壓阻然元件盡縱向茂應(yīng)力絡(luò)相對(duì)步于立酬方晶麗軸的茅方向無余弦箱；l2、m2、n2——橫向害應(yīng)力毀相對(duì)庫于立擴(kuò)方晶研軸的酬方向膏余弦菜；π11、π12、π44——單晶睛硅獨(dú)哪立的姻三個(gè)姥壓阻代系數(shù)虹，它丙們由刃實(shí)測(cè)棉獲得薯數(shù)據(jù)州，在慌室溫死下，飄其數(shù)傲值見曲表5.志1-天3。表5.殿1-怨3戚π11、π12、π55的數(shù)鍵值（×1鬼0-1短1m2/N）晶體導(dǎo)電類型電阻率π11π12π44SiP7.8+6.6-1.1+138.1SiN11.7-102.2-53.5-13.6從上垃表中喂可以產(chǎn)看出全，對(duì)毅于P型硅穩(wěn)，π44遠(yuǎn)大晴于π11和π12，因胸而計(jì)垂算時(shí)喊只取π44；對(duì)獲于N型硅鍬，π44較小特，π11最大委，π12≈π11/2，因碗而計(jì)棍算時(shí)劈燕只取π11和π12。2、影紅響壓罩阻系閱數(shù)的伏因素影響村壓阻汗系數(shù)測(cè)因素耐：擴(kuò)戴散電搏阻的盡表面鉛雜質(zhì)贈(zèng)濃度原和溫監(jiān)度。伍擴(kuò)散污雜質(zhì)墓?jié)舛萅S增加訪時(shí)，煮壓阻占系數(shù)菜就會(huì)土減小踐。壓百阻系菜數(shù)與撲擴(kuò)散酬電阻飯表面傻雜質(zhì)莫濃度NS的關(guān)任系如壞圖。12表014撿010活0806040201018101910201021表面扔雜質(zhì)慶濃度NS/c收m-3P型Si窄(π44)N型Si景(-勝π11)π11或π44/×1偉0-1解1m2/NT=2敢4℃壓阻蔑系數(shù)蘿與表秤面雜雨質(zhì)濃紹度NS的關(guān)字系表面園雜質(zhì)供濃度侮低時(shí)改，溫居度增滾加，廢壓阻亮系數(shù)父下降夜得快架；表障面雜布質(zhì)濃奧度高羅時(shí)，鋼溫度大增加尊，壓徐阻系鑰數(shù)下盈降得艦慢，年如圖屬。為張了降隙低溫紀(jì)度影扮響，頁擴(kuò)散欣電阻旋表面貼雜質(zhì)蟲濃度急高些釘較好深，但殃擴(kuò)散丙表面吐雜質(zhì)妨濃度閥高時(shí)膚，壓著阻系織數(shù)要冶降低彎。N型硅交的電念阻率狹不能懼太低抖，否導(dǎo)則，牛擴(kuò)散P型硅藏與襯旬底N型硅測(cè)之間蝕，PN結(jié)的鼠擊穿