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濺射薄膜壓力傳感器的優(yōu)勢(shì)

點(diǎn)擊次數(shù):3004 更新時(shí)間:2009-05-05

濺射薄膜壓力傳感器的優(yōu)勢(shì)
*,壓力敏感元件是壓力傳感器(變送器)的關(guān)鍵功能元件。壓力能以各種方法測(cè)量,但關(guān)鍵的基本原理歸結(jié)為兩類:
1. 惠斯登電橋
配置于彈性膜片上的電橋電阻,在壓力作用下發(fā)生形變,有的
被拉伸,有的則被壓縮。電阻尺寸的變化引起電阻值的變化。因此電橋產(chǎn)生差動(dòng)輸出信號(hào),其值正比于施加的壓力。
惠斯登電橋可由金屬電阻或壓阻材料構(gòu)成,壓阻電橋由于晶格摻雜效應(yīng)以及機(jī)械變形,能提供較大輸出信號(hào)。
金屬電阻可采用多種技術(shù)將電橋固定于膜片之上。諸如粘接,硅/陶瓷融合,直接分子鍵合。
2. 電容式
測(cè)量?jī)善瑢?dǎo)電板的電容值,在壓力作用下,導(dǎo)電板被迫擠合,使
電容值隨壓力的變化而變化。
電容式壓力傳感元件采用MEMS技術(shù)由陶瓷構(gòu)成,或?qū)⒔饘偾度氚雽?dǎo)體層中。傳感元件固定(融合)于金屬/玻璃密封體或裝入充油腔中。
所有的壓阻和硅技術(shù)都存在因摻雜物質(zhì)遷移和費(fèi)米能級(jí)效應(yīng)而引起漂移傾向。這些影響隨著溫度的升高而增大。
密封和充油隔離腔體由于熱膨脹系數(shù)不同而引起不希望有的熱穩(wěn)定性問(wèn)題。在工作溫區(qū)內(nèi)的溫度非線性是一個(gè)大問(wèn)題,工作溫區(qū)的和低端因此受到限制。并且存在充油腔漏油的潛在可能,這也是不希望有的。
金屬電阻的粘接或硅/陶瓷融合。無(wú)可避免的從原理上存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。英國(guó)Senstronics(賽士)公司的壓力敏感元件采用濺射工藝,在壓力介質(zhì)直接作用的17-4PH不銹鋼膜片上,以分子鍵合的方式制作出“微米”級(jí)的電阻膜。再經(jīng)過(guò)微電子工藝制作出需要的惠斯登電橋,組成全金屬型敏感元件,無(wú)任何粘貼劑和活動(dòng)件,無(wú)需密封腔和充油腔,因此具有適用惡劣環(huán)境和長(zhǎng)期穩(wěn)定性工作的特點(diǎn)。

 
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