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耐高温压力传感器采用分体结构用汞作为传压介质,使工作温度提高


发布日期:[2019-03-08]    作者:昊明压力传感器厂家


本文进行了耐高温压力传感器的研究。传统的硅扩散压阻式压力传感器用重掺杂4个p型硅应变电阻构成惠斯顿电桥的力敏检测模式,采用pn结隔离,当温度在100℃以上时,pn结漏电流很大,使器件无法工作。制作耐高温压阻式压力传感器,必须取消pn结隔离,较易的方法之一是采用绝缘体介质隔离(silicon on insulator,SOI)结构。本文研究了单晶硅的晶面和晶向的特性,结合硅微加工工艺,针对高温高压的要求,采用圆平膜芯片,以单晶硅(100)晶面为工作面,两对桥臂力敏电阻分别布置在互相垂直的[110]和[1(?)0]晶向上,位于圆膜边缘处,从而获得了四个臂的差动等臂等应变的惠斯登检测电桥。采用SIMOX技术,在n型硅片上高能注入氧离子,获得了优质商用的SOI晶片,在微加工平台上,制作了耐高温压力传感器芯片,尺寸为5.0mm×5.0mm×0.5mm。制作了硅芯片/玻璃环静电键合装置,完成了硅芯片/玻璃环静电键合。

耐高温压力传感器

制作了热压焊工作台,选用退火后的金丝,通过金金连接完成内引线键合。掌握了耐高温胶粘剂的实用配比及固化工艺;自制了耐高温覆铜传引板,采用含银的高温焊锡丝,选用耐高温导线作为外导线,完成了耐高温传感器封装的关键部分。 选用恒流源激励,设计了温度补偿电路,用对温度求导数的数学方法,推导了灵敏度热漂移(temperature coefficient of sensitivity,TCS)、热零点漂移(temperature coefficient of offset,TCO)和零位输出(offsetshift of voltage,V_(os))漂移补偿计算公式,实现了宽温区温度系数补偿,在-20℃~200℃补偿温区内,通过温度循环标定,经补偿后TCS和TCO的值均小于1.0×10~(-4)/℃·FS;非线性误差小于0.1%FS,不重复性和迟滞误差均小于0.05%FS,总精度小于0.2%FS,高、低温时漂均小于0.1mV/8h,获得了量程从0~40MPa、耐温-40~220℃,具有一定抗瞬时高温冲击能力,高精度稳定性佳的压阻式压力传感器,静态技术指标优于同类型Kulite公司产品。后又用针对适用于塑料、橡胶、化纤、蒸汽、热油等高温介质压力的测量工况,采用分体结构,研制了通用型分体式耐高温压力传感器,用汞作为传压介质,使被测高温高压液体或气体与敏感元件隔离开来,大大地拓宽了工作温区,使传感器工作温度提高到350℃。本文来源:http://www.fshaoming.com/yalichuanganqi/r-45.html