中心論題：

• PS壓力傳感器工作原理
• 外圍電路的設計
• 應用實例

解決方案：　

• 用恒流源來驅動壓力傳感器
• PS壓力傳感器在全自動洗衣機中的應用

概述
PS壓力傳感器是一種利用半導體膜片結構製成的電子式壓力傳感器，它可將空氣壓力這一物理量變換成電信號, 並能夠高精度、線性地檢測出壓力的變化。它是鬆下電工公司近年推出的新產品。
　　
早在1954年美國C.S.Smith首先確認了半導體壓電電阻效應，1955年C.Herring指出：這種壓電電阻效應是由於應力的作用

，引起導體與價電子帶能量狀態的變化，以及載流子數量與遷移率變化所產生的一種現象。日本從1970年開始研究開發
，首先應用在血壓計上
，之後在過程控製領域及轎車發動機控製部分都獲得了廣泛的應用。最近幾年在家用電器、裝配機器人等應用領域普遍采用電子壓力傳感器作為壓力控製
、壓力監控和判斷真空吸附的效果。

工作原理
圖1為PS壓力傳感器的截麵結構圖，圖2為(wei)其(qi)傳(chuan)感(gan)器(qi)部(bu)分(fen)的(de)結(jie)構(gou)。如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)，在(zai)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)半(ban)導(dao)體(ti)矽(gui)片(pian)上(shang)有(you)一(yi)層(ceng)擴(kuo)散(san)電(dian)阻(zu)體(ti)，如(ru)果(guo)對(dui)這(zhe)一(yi)電(dian)阻(zu)體(ti)施(shi)加(jia)壓(ya)力(li)，由(you)於(yu)壓(ya)電(dian)電(dian)阻(zu)效(xiao)應(ying)，其(qi)電(dian)阻(zu)值(zhi)將(jiang)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。受(shou)到(dao)應(ying)變(bian)的(de)部(bu)分(fen)
，即(ji)膜(mo)片(pian)由(you)於(yu)容(rong)易(yi)感(gan)壓(ya)而(er)變(bian)薄(bo)，為(wei)了(le)減(jian)緩(huan)來(lai)自(zi)傳(chuan)感(gan)器(qi)底(di)座(zuo)應(ying)力(li)的(de)影(ying)響(xiang)，將(jiang)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)片(pian)安(an)裝(zhuang)在(zai)玻(bo)璃(li)基(ji)座(zuo)上(shang)。 
 

如圖2（b）所示，當向空腔部分加上一定的壓力時，膜片受到一定程度的拉伸或收縮而產生形變。壓電電阻的排列方法如圖3所示
，受到拉伸的電阻R2和R4的阻值增加
；受到壓縮的電阻R1和R3阻值減小。

由於各壓電電阻如圖4那樣組成橋路結構，如果將它們連接到恒流源上，則由於壓力的增減，將在輸出端獲得輸出電壓ΔV，　　
當壓力為零時的ΔV等於偏置電壓Voffset,在理想狀態下我們希望Voffset=0V
，實shi際ji上shang在zai生sheng成cheng擴kuo散san電dian阻zu體ti時shi

，由you於yu所suo形xing成cheng的de擴kuo散san電dian阻zu體ti尺chi寸cun大da小xiao的de不bu同tong和he存cun在zai雜za質zhi濃nong度du的de微wei小xiao差cha異yi
，因yin此ci總zong是shi有you某mou個ge電dian壓ya值zhi存cun在zai。壓ya力li為wei零ling時shi
，R1=R2=R3=R4=R，我們把加上一定壓力時R1
、R2電阻的變化部分記作ΔR；相應R3、R4電阻的變化部分記作-ΔR，於是ΔV=ΔRI 。　　
這個ΔV相對壓力呈現幾乎完全線性的特性
，隻是隨著溫度的變化而有所改變。
　　
外圍電路的設計
圖4是PS壓力傳感器的外圍電路設計實例
，圖中用恒流源來驅動壓力傳感器。

由於橋路失衡時的輸出電壓比較小
，所以必須用運放IC1b和IC1C來進行放大。圖中VR1為偏置調整
，VR2為壓力靈敏度調整，VR3為沒有加壓時輸出電壓調整，C1、C2用於去除噪聲。另外
，如果電源電壓波動的話，將引起輸出電壓的變化，所以必須給電路提供一個穩定的電源。
　　
應用實例
圖5是PS壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)全(quan)自(zi)動(dong)洗(xi)衣(yi)機(ji)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)實(shi)例(li)。如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)，利(li)用(yong)氣(qi)室(shi)
，將(jiang)在(zai)不(bu)同(tong)水(shui)位(wei)情(qing)況(kuang)下(xia)水(shui)壓(ya)的(de)變(bian)化(hua)，作(zuo)為(wei)空(kong)氣(qi)壓(ya)力(li)的(de)變(bian)化(hua)檢(jian)測(ce)出(chu)來(lai)，從(cong)而(er)可(ke)以(yi)在(zai)設(she)定(ding)的(de)水(shui)位(wei)上(shang)自(zi)動(dong)停(ting)止(zhi)向(xiang)洗(xi)衣(yi)機(ji)注(zhu)水(shui)。