介紹高溫壓力傳感器的組成部分

　　硅壓阻式高溫壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應(yīng)制成的。在硅膜片特定方向上擴散4個等值的半導(dǎo)體電阻，并連接成惠斯通電橋，如圖3.1所示，作為力--電變換器的敏感元件。當(dāng)膜片受到外界壓力作用，電橋失去平衡時，若對電橋加激勵電源(恒流和恒壓)，便可得到與被測壓力成正比的輸出電壓，從而達到測量壓力的目的。

 

　　高溫壓力傳感器組成部分

 

　　硅壓阻式高溫壓力傳感器硅壓阻式高溫壓力傳感器都由3個基本部分組成(圖3.2)：①基體，直接承受被測應(yīng)力;②波紋膜片，將被測應(yīng)力傳遞到芯片;③芯片，檢測被測應(yīng)力。芯片是在硅彈性膜片上，用半導(dǎo)體制造技術(shù)在確定晶向制作相同的4個感壓電阻，將他們連成惠斯通電橋構(gòu)成了基本的壓力敏感元件。

 

　　膜片即是力敏電阻的襯底，又是外加應(yīng)力的承受體，所以是壓力傳感元件的核心部分。在硅膜片上的背面要用機械或化學(xué)腐蝕的方法加工成中間很薄的凹狀，稱為硅杯，在它的正面制作壓阻全橋。如果硅杯是圓形的凹坑，就稱為圓形膜片。膜片還有方形、矩形等多種形式。當(dāng)存在外加應(yīng)力時，膜片上各處受到的應(yīng)力是不同的。4個橋臂電阻在模板上的位置與方向設(shè)置要根據(jù)晶向和應(yīng)力來決定。

 

　　膜片的設(shè)計和制作決定了傳感器的性能及量程。圖3.2所示的是一種充油封裝結(jié)構(gòu)，在傳感器的波紋膜片及芯片之間填充了硅油，這種結(jié)構(gòu)的高溫壓力傳感器目前已相當(dāng)成熟。量程為0~100kPa至0~60MPa，工作溫度為-55℃~125℃，精度為0.5%~0.1%;能夠?qū)崿F(xiàn)表壓、絕壓測量。

 

　　高溫壓力傳感器封裝

 

　　硅壓阻式高溫壓力傳感器的另一種封裝形式是將硅應(yīng)變片用于玻璃粉直接燒結(jié)在金屬膜片上，構(gòu)成燒結(jié)型高溫壓力傳感器。由于該傳感器的結(jié)構(gòu)特點，能夠?qū)椥栽c被測介質(zhì)直接接觸，易于小型化，適于動態(tài)壓力測量。該傳感器量程從0~100kPa至0~80MPa，工作溫度為-55℃~125℃，精度為0.5%~0.1%。固有頻率從幾千赫到幾百赫，可用于氣流模型試驗、爆炸壓力測試和發(fā)動機動態(tài)測量。