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什么是微机械压力传感器
 
更新时间:2019.02.26 浏览次数:
 

微机械压力传感器是最早开始研制的微机械产品,也是微机械技术中最成熟、最早开始产业化的产品。从信号检测方式来看,微机械分为压阻式和电容式两类。从敏感膜结构来看,有圆形、方形、矩形、E形等多种结构。目前,压阻式微机械压力传感器的精度可达0.05%—O.01%,年稳定性达0.1%/FS,温度误差为0.0002%,耐压可达几百兆铂,过电压保护范围可达传感器量程的20倍以上,并能进行大范围下的全温补偿。现阶段微机械压力传感器的主要发展方向有以下几个方面。
   其一是将敏感元件与信号处理、校准、补偿电路及微控制器等进行单片集成,研制智能化的微视械压力传感器。其二是进一步提高灵敏度,实现低量程的微机械压力传感器。这种微压传感器用于脉动风压、流量和密封件泄漏量标识等领域。其三是提高工作温度,研制高低温微机械压力传感器。压阻式微机械压力传感器由于受PN结耐温限制,只能用于120度以下的工作温度,然而在许多领域迫切需要能够在高低温下正常工作的微机械压力传感器,例如磁量锅炉、管道、高温容器内的压力,井下压力和各种发动机腔体内的压力。目前对高温微机械压力传感器的研究主要包括合金薄膜溅射微机械压力传感器,高温光纤微机械压力传感器,高温电容式微机械压力传感器等。
    其四是开发谐振式微机械压力传感器。谐振式微机械压力传感器除了具有普通微机械压力传感器的优点外,还具有准数字信号输出,抗干扰能力强,分辨率和测量精度高的优点。硅谐振式微机械压力传感器的激励检测方式有电磁激放电磁拾振、静电激励电容拾振、逆压电激励压电拾振、电热激励压敏电阻拾振和光热激励/光信号拾振。其中,电热激励/压敏电阻拾振的谐振式微机械压力传感器价格低廉,与工业IC技术兼容,可将敏感元件与信号调理电路集成在一块芯片上,具有诱人的应用前景。这种传感器的温度交叉灵敏度较大,为此设计了一种具有温度补偿功能的复合谐振式微机械压力传感器。谐振器由在同一硅片上制作的微桥谐振器和微悬臂梁谐振器组成,微桥谐振器和微悬劈梁谐振器材料相同,厚度相等或相近,制作工艺完全相同,同时制作,因而两者对温度变化可以同步响应。通过数据融合技术,作为温敏元件的微悬臀粱谐振器的谐振频率实时补偿温度变化对微桥谐振器谐振频率的交叉灵敏度。经补偿的谐振式微机械压力传感器的温度交叉灵敏度减小了两个数量级。光热激励光信号拾振的谐振式微机械压力传惑器具有抗电磁干扰、防爆等优点,是对电热激励压敏电阻拾振的谐振式微机械压力传感器的有益补充,但是需要复杂的光学系统不易实现,成本较高。

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