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高溫壓力傳感器有什么用途?如何制作?

2022年04月14日 2499

天沐小編先來為大家簡單概括一下:高溫壓力傳感器是為了解決在高溫環(huán)境下對各種氣體、液體的壓力進行測量。主要用于測量鍋爐、管道、高溫反應(yīng)容器內(nèi)的壓力、井下壓力和各種發(fā)動機腔體內(nèi)的壓力、高溫油品液位與檢測、油井測壓等領(lǐng)域。

 高溫壓力傳感器有什么用途?如何制作?

目前,研究比較多的高溫壓力傳感器主要有SOSSOI,SiO2,Poly2Si等半導(dǎo)體傳感器,還有濺射合金薄膜高溫壓力傳感器、高溫光纖壓力傳感器和高溫電容式壓力傳感器等。半導(dǎo)體電容式壓力傳感器相比壓阻式壓力傳感器其靈敏度高、溫度穩(wěn)定性好、功耗小,且只對壓力敏感,對應(yīng)力不敏感,因此,電容式壓力傳感器在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

 

基本組成及制作工藝:

 

硅電容式壓力傳感器的敏感元件是半導(dǎo)體薄膜,它可以由單晶硅、多晶硅等利用半導(dǎo)體工藝制作而成。典型的電容式傳感器由上下電極、絕緣體和襯底構(gòu)成。

 

當(dāng)薄膜受壓力作用時,薄膜會發(fā)生一定的變形,因此,上下電極之間的距離發(fā)生一定的變化,從而使電容發(fā)生變化。

 

但電容式壓力傳感器的電容與上下電極之間的距離的關(guān)系是非線性關(guān)系,因此,要用具有補償功能的測量電路對輸出電容進行非線性補償。

 

由于高溫壓力傳感器工作在高溫環(huán)境下,補償電路會受到環(huán)境溫度的影響,從而產(chǎn)生較大的誤差。

 

基于模型識別的高溫壓力傳感器,正是為了避免補償電路在高溫環(huán)境下工作產(chǎn)生較大誤差而設(shè)計的,其設(shè)計方案是把傳感器件與放大電路分離,通過模型識別來得到所測環(huán)境的壓力。高溫工作區(qū)溫度可達(dá)350℃。傳感器件由鉑電阻和電容式壓力傳感器構(gòu)成。

 

高溫壓力傳感器由硅膜片、襯底、下電極和絕緣層構(gòu)成。其中下電極位于厚支撐的襯底上。電極上蒸鍍一層絕緣層。硅膜片則是利用各向異性腐蝕技術(shù),在一片硅片上從正反面腐蝕形成的。上下電極的間隙由硅片的腐蝕深度決定。硅膜片和襯底利用鍵合技術(shù)鍵合在一起,形成具有一定穩(wěn)定性的硅膜片電容壓力傳感器。

 

由于鉑電阻耐高溫,且對溫度敏感,選用鉑電阻,既可以當(dāng)普通電阻使用,又可以作為溫度傳感器用以探測被測環(huán)境的溫度。

 

 

 

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