KULITE 半導体圧力トランスデューサー 特長・原理

Kulite社は、米国において1959年以来拡散型半導体圧力トランスデューサーをはじめとする各種半導体トランスデューサーを製造している、この業界ではパイオニア的企業です。

Kulite圧力トランスデューサーは、変換素子に半導体を採用し、その特性をフルに活かし、超小型でしかも高感 度を実現した理想的なトランスデューサーです。

特に航空機分野での風洞実験に用いられる超小型圧力トランスデューサーXCLシリーズ(シリコンダイアフラム)は、実績、性能ともに非常に高い評価を得ています。低雑音で応答周波数範囲が広く、しかも半導体でありながらヒステリシスや温度特性に優れています。

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特長

超小型
感圧部がきわめて小型に作られており、トランスデューサー自体が小型軽量
直径、わずか1.6mmの製品もあり
高感度
変換素子に半導体のピエゾ抵抗効果を利用し、高感度アップ
高出力
最大定格出力は300mV。信頼性の高いデータを取得可能
アンプ内蔵型では、5Vの出力を取り出し可能
周波数特性
小型軽量のため共振周波数がきわめて高く、最高1.3MHz
高い帯域まで周波数特性がフラットで瞬間的に変化する圧力測定に優れた威力を発揮
直流成分も測定可能
温度特性
フルブリッジ方式に温度補償モジュールを付加
半導体トランスデューサーにも拘らず、優れた温度特性
フルブリッジ方式採用
半導体の特性をフルに引出し、取扱いが簡単なフルブリッジ方式を採用
バリエーション
用途、条件に合わせて選択可能なシリーズごとに豊富なモデルを用意
各モデルには多くの定格圧力をラインアップ

原理

半導体(シリコン)のピエゾ抵抗効果を利用した圧力トランスデューサーで、シリコンダイアフラム型とメタルダイアフラム型があります。

シリコンダイアフラム型は、IC手法の一つである拡散法を用いて、半導体のシリコンチップ上に直接ホイートストン・ブリッジ回路を形成。これをダイアフラムとした圧力トランスデューサーです。

メタルダイアフラム型は、このシリコンチップを、ダイアフラムとして使うメタル(17-4PHステンレス鋼)の裏側へ接着した構造の圧力トランスデューサーです。

シリコンダイアフラム型 メタルダイアフラム型
<シリコンダイアフラム型>

ピエゾ抵抗効果

半導体結晶に機械的ひずみ(外力)が加わると、内部のエネルギ構造が変化します。これに伴って、キャリア(正孔または電子)の移動量が変化し、電気抵抗が変わります。この現象をピエゾ抵抗効果と呼びます。

【接続方法】

ケーブルの色 信号名
印加電圧 +
印加電圧 -
出力信号 +
出力信号 -