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溅射膜压力传感器对比粘贴式应变压力与扩散硅压力的优势

发布时间:2018-12-26      发布人:泽天传感      点击:

压力传感器的制造工艺众多、流程繁杂,同样采用应变原理的压力传感器,从制造工艺上可以分为粘贴应变式(应变片)、半导体扩散硅压阻式和溅射薄膜式。这些不同工艺的压力传感器,下面由泽天传感为您简要的阐述各自的优点与缺点。

粘贴应变式(应变片)压力传感器诞生已半个世纪,是最早生产的压力传感器类型。其原理缺陷是采用有机高分子基底与粘胶,不耐高温且长期稳定性差,蠕变大,一般用于低价位,要求不高的测量系统。半导体扩散硅压阻式压力传感器是采用半导体工艺在硅片上扩散制成敏感元件,经引线、充硅油封装成压力敏感芯体。将压力敏感芯体通过“O”型橡胶密封圈封装到压力接嘴内形成压力传感器。它的工作原理是:当压力作用到敏感芯体时引起扩散电阻的电阻率变化从而引起敏感电阻的变化,实现压力变化转换成电信号的变化。产品优点是适于大批量生产、成本低、输出大、适于微压、低压品种。但缺点也很突出,首先由于它的敏感电阻是由半导体硅扩散而成,因此它的电阻温度系数极差,当温度超过85℃温度补偿非常困难,低于-45℃时扩散硅的电阻率变化及大且无规律,无法满足环境耐温要求。其次由于半导体硅的易脆性以及采用隔离膜充硅油封装的原因,产品不能抗高强度的震动和冲击,频率响应也较低。

溅射薄膜压力传感器是近二十余年来薄膜技术与半导体技术综合而发展起来的高稳定品种。它的压力敏感芯体是利用离子束溅射成膜设备在高强度耐蚀不锈钢沉淀绝缘及敏感薄膜,取代传统粘贴式有机化合基底及金属敏感栅,然后溅射保护膜保护敏感膜而形成的。其次薄膜压力传感器是通过激光焊接或等离子焊接的办法将敏感芯体和不锈钢压力接嘴焊接成一个整体,因此溅射薄膜压力传感器具有以下特点:

1、溅射膜压力传感器长期稳定性好、工作温度宽、精度高、重复性好, 由于绝缘膜和基底、敏感膜与绝缘膜之间是直接在高真空环境内淀积在一起,各薄膜层间是原子力的结合,消除了粘贴胶带来的蠕变影响,同时敏感膜在高真空环境内得到二氧化硅保护膜保护,故特点是精度高、重复性好、长期稳定性好,工作温度宽(通过不同的设计可以达到耐温-200℃∽400℃的压力敏感芯体)。可长期在高温高压下工作。

2、 溅射膜压力传感器耐高强度震动和冲击、不泄漏、耐腐蚀,由于薄膜压力传感器是通过激光焊接或等离子焊接的办法将敏感芯体和不锈钢压力接嘴焊接成一个整体,因此溅射薄膜压力传感器没有任何“O”型橡胶密封圈,也没有充硅油,压力介质直接作用在耐蚀不锈钢敏感芯体上,产品经得起高强度的震动和冲击,绝无泄漏的危险。

3、溅射膜压力传感器温度特性好,薄膜压力传感器由于采用半导体工艺技术和激光调阻技术,利用电桥自补偿特性,在-200℃∽400℃全温区范围内温漂小于0.02%/℃。

4、溅射膜压力传感器测量真实、频响高 ,由于压力介质直接作用在耐蚀不锈钢敏感芯体上,无隔离膜和充灌液,因此测量真实、频响高。通过设计频响可达20KHZ以上。

溅射薄膜压力传感器非常适合大量称压力的测量,但是,在压力量程400KPA以下,一般不适合使用溅射薄膜压力传感器。本文源自泽天传感,版权所有,转载请保留出处。