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          1. 傳感項目
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            壓力溫度一體化傳感器集成測量的四種實現方式

            發布時間:2016-6-28??????發布人:澤天傳感??????點擊:

            實現壓力溫度集成測量主要有四種實現方案,集成電路芯片帶溫度測量方式,硅微集成方式,組合方式,薄膜集成方式。

            集成電路帶溫度測量方式實際上是一個壓力傳感器,在壓力傳感器的調理電路中,采用了一個帶有溫度傳感器的集成電路芯片,通過調理芯片對環境溫度進行測量。這種測量方式只能測量整個產品所處環境的溫度,不能準確反應引壓端介質的溫度,響應也慢,測量精度一般比較低,只是給壓力傳感器提供一個溫度補償參考。

            硅微集成方式主要是將測壓與測溫的敏感件在同一硅杯上集成,利用壓阻式或電容式測量壓力,采用半導體二極管測量溫度,這種產品國內還處于研制階段。國外有日本的壓阻式集成傳感器,主要是針對汽車傳感器研制的,在抗環境性能方面不適合軍用需求。

            組合方式是利用不同的測溫與測壓原理,將兩種傳感器在結構上的集成。有的通過兩個接口連接,采用熱電偶、熱電阻測溫,采用壓阻或應變測量壓力,輸出信號再接處理電路,處理電路與測量點分開,這種方式的集成度不高,結構不緊湊。有的只有一個接口,采用壓阻式測壓,在結構上內置一個熱電偶或鉑電阻溫度傳感器伸入到測量介質中,具有代表性的是美國kulite公司的溫度壓力集成傳感器產品。這種產品采用的是鉑電阻溫度傳感器,輸出標準電阻值。產品主要用于宇航與汽車,但受封裝的影響,最高量程只能做到20MPa左右。

            薄膜集成方式是采用濺射鍍膜方式制作測壓應變合金橋路和熱電阻,對溫度和壓力進行測量。這種集成方式結構有兩種實現形式,一種是熱電阻與合金電阻單獨制作,通過焊接方式進行組合,將測溫熱電阻伸入到介質點,這種方式能快速響應溫度,但對封裝的要求高,承壓能力也有限。另一種方式是將熱電阻與合金電阻在芯片的同一層上分區域濺射,這樣,壓力傳感器與溫度傳感器形成“一體”,在抗振動、沖擊能力強,可靠性高。但通過彈性膜片傳熱測溫,在響應時間上做不到快速響應。

            薄膜傳感器的彈性敏感材料由耐腐蝕不銹鋼制成,可直接與腐蝕性介質接觸。薄膜壓力傳感器的敏感電阻是合金材料,受溫度的影響極小,在-100℃~+300℃范圍內的溫度漂移小于50ppm/℃。通過先進的離子束鍍膜技術,制備的薄膜熱電阻,能在中、低溫區準確測量。通過離子濺射與離子刻蝕,將熱電阻與應變電阻制備在同一芯片上,實現壓力、溫度傳感器的集成。這種一體化傳感器通過一個接口測量兩種參數,信號互不干擾,輸出標準的信號,無需外接儀表,測量精度高,性能優越,是軍用溫度壓力傳感器的發展方向。本文源自澤天傳感,版權所有,轉載請保留出處。

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