SiC薄膜高温压力传感器
基于SIMOX的耐高温压力传感器芯片制作
第26卷 第8期2005年8月 半 导 体 学 报 CHIN ESE J OURNAL OF SEMICONDUCTORS Vol.26 No.8 Aug.,2005 3国家高技术研究发展计划(批准号:2002AA404470)和国家“九五”传感器技术攻关(批准号:962748202201/07)资助项目 王 权 男,1973年出生,博士研究生,研究方向为耐高温微型压力传感器.Email :wangquan100@https://www.360docs.net/doc/7a14024711.html, 2004210230收到,2005201226定稿 Ζ2005中国电子学会 基于SIMOX 的耐高温压力传感器芯片制作 3 王 权1 丁建宁1 王文襄2 熊 斌3 (1江苏大学微纳米科学技术研究中心,镇江 212013)(2昆山双桥传感器测试技术有限公司,苏州 215325)(3中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050) 摘要:针对石油化工等领域中高温下较高压力测量的要求,设计了压阻式压力传感器敏感芯片,采用SIMOX 技术的SOI 晶片,在微加工平台上通过低压化学气相淀积法(L PCVD )均相外延硅测量层、浓硼离子注入、热氧化、光刻、电感耦合等离子体(ICP )深刻蚀、多层合金化等工艺流程制作了该芯片,将其封装后,研制出了高精度稳定性佳的耐高温压阻式压力传感器.封装工艺进一步改善后,该芯片工作温区有望拓宽到300～350℃.关键词:高温压力传感器;SIMOX ;低压化学气相淀积;电感耦合等离子体深刻蚀 PACC :0630N ;6855;8110 中图分类号:TP21211 文献标识码:A 文章编号:025324177(2005)0821595204 1 引言 在石油开采、化工领域的反应釜和冶炼塔等的压力测量中,对压力传感器提出了耐高温、微型化、抗腐蚀等要求[1],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p n 结隔离,当温度在100℃以上时,p n 结漏电流很大,使器件无法工作.因此设计制作压阻式高温压力传感器,必须取消p n 结隔离而采用绝缘体介质隔离,较易的方法之一是采用SOI (silicon on insulator )结构[2],此类晶片制作成的传感器芯片,由于采用二氧化硅隔离且力敏电阻仍然由单晶硅构成,因此其灵敏度与体硅压力传感器相当,而工作温度要大于传统的硅扩散压阻式压力传感器的工作温度,理论上达到耐温350℃,此外此芯片能保持长期高温下工作的稳定性和较大的过温容限. 制备SO I 材料的两种主流技术[3]是注氧隔离(separation by implantation of oxygen SIMOX )技术[4]和键合(bonding )技术,SIMOX 技术是指工艺 中大剂量的氧离子被注入到起始硅片中,然后进行 高温退火处理形成SOI 结构;键合技术,包括键合与背面减薄(bonding and etch -back SO I B ESOI )技术[5]和智能剥离SMA R TCU T ((或UN IBOND )技术.键合技术工艺较复杂,成本控制较难. 文献[6]利用SMAR TCU T 技术的SO I 晶片,研制了高温压力传感器,其高温特性测到150℃,量程为0～8M Pa ,灵敏度为63mV/(M Pa ?5V );专利[7,8]利用B ESOI 技术制作了高温压力传感器,其 耐温到200℃;本文针对高温、高压、高频测量的要求,设计了圆平膜硅芯片,采用SIMOX 技术的SOI 晶片在微加工平台上,制作了耐高温压阻式压力传感器芯片,针对-40～220℃的工作环境,完成了耐高温封装工艺,选用了恒流源激励,完成了静态标定,获得了量程0～40M Pa ,高性能稳定性佳,高频响应的耐高温压力传感器. 2 芯片设计 针对高温高压的要求,选用圆平膜设计[9],惠斯登电桥的两对桥臂力敏电阻分别布置在(100)晶面
熔体压力传感器安装方法
熔体压力传感器也是非常敏感的一种仪器，因此在使用和维护上要多加注意。如果得不到正确的安装和维护，就非常容易损坏。今天艾驰商城小编为大家详细的介绍熔体压力传感器安装方法，可使延长仪器使用寿命，提高仪器准确可靠的测量结果。 ● 正确安装 通常高温熔体压力传感器的损坏都是由于其安装位置不恰当而引起的。如果将传感器强行安装在过小的孔或形状不规则的孔中，就有可能造成传感器的震动膜受到冲击而损坏。选择合适的工具加工安装孔，有利于控制安装孔的尺寸。另外，合适的安装扭矩有利于形成良好的密封。但是如果安装扭矩过高就容易引起高温熔体压力传感器的滑脱，为防止这种现象发生，通常在传感器安装之前在其螺纹部分上涂抹防脱化合物。在使用这种化合物以后，即使安装扭矩很高，传感器也很难被移动。 ● 检查安装孔的尺寸 如果安装孔的尺寸不合适，高温熔体压力传感器在安装过程中，其螺纹部分就很容易受到磨损。这不仅会影响设备的密封性能，而且使传感器不能充分发挥作用，甚至还可能产生安全隐患。只有合适的安装孔才能够避免螺纹的磨损（螺纹工业标准1/2-20 unf 2b），通常可以采用安装孔测量仪对安装孔进行检测，以做出适当的调整。 ● 保持安装孔的清洁 保持安装孔的清洁并防止熔料堵塞对保证设备的正常运行来说十分重要。在挤出机被清洁之前，所有的高温熔体压力传感器都应该从机筒上拆除以避免损坏。在拆除传感器时，熔料有可能流入到安装孔中并硬化，如果这些残余的熔料没有被去除，当再次安装高温熔体压力传感器时就可能造成其顶部受损。清洁工具包能够将这些熔料残余物去除。然而，重复的清洁过程有可能加深安装孔对高温熔体压力传感器造成的损坏。如果这种情况发生，就应当采取措施来升高高温熔体压力传感器在安装孔中的位置。 ● 选择恰当的位置 当高温熔体压力传感器的安装位置太靠近生产线的上游时，未熔融的物料可能会磨损传感器的顶部;如果高温熔体压力传感器被安装在太靠后的位置，在高温熔体压力传感器和螺杆行程之间可能会产生熔融物料的停滞区，熔料在那里有可能产生降解，压力信号也可能传递失真;如果高温熔体压力传感器过于深入机筒，螺杆有可能在旋转过程中触碰到高温熔体压力传感器的顶部而造成其损坏。一般来说，高温熔体压力传感器可以位于滤网前面的机筒上、熔体泵的前后或者模具中。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，
合金薄膜压力传感器的应用共15页
传感器原理及工程应用（论文） 合金薄膜压 力传感器的应用 学生姓名：张志强 指导教师：任爽 所在学院：信息技术学院 专业：电气工程及其自动化 学号：20094073120 中国·大庆 2019 年12 月
目录 前言........................................................ I I 1 合金薄膜压力传感器工作原理 (1) 2 合金薄膜高温压力传感器研究现状 (2) 2.1 镍铬系合金薄膜压力传感器 (2) 2.2 铂钨合金薄膜压力传感器 (3) 2.3 钯铬合金薄膜应变计 (3) 3 多功能传感器（MULTIFUNCTION） (4) 3.1 多功能传感器的执行规则和结构模式 (4) 3.2 多功能传感器的研制与应用现状 (4) 4 无线网络化（WIRELESS NETWORKED） (7) 4.1 传感器网络 (7) 4.2 传感器网络研究热点问题和关键技术 (7) 4.3 传感器网络的应用研究 (8) 结论 (10) 参考文献 (11)
前言 咨询公司INTECHNO CONSULTING的传感器市场报告显示，2019年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2019年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景,一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2019-2019年复合年增长率预计会超过25%。 目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。
压力传感器研究现状及发展趋势
压力传感器研究现状及发展趋势 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器) 之一。在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点,可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外,还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。因此对于从事现代测量与自动控制专业的技术人员必须了解和熟识国内外压力传感器的研究现状和发展趋势。 1 压力传感器的发展历程 现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志,而半导体传感器的发展可以分为四个阶段[1 ] : (1) 发明阶段(1945 - 1960 年) :这个阶段主要是以1947 年双极性晶体管的发明为标志。此后,半导体材料的这一特性得到较广泛应用。史密斯(C.S. Smith) 与1945 发现了硅与锗的压阻效应[2 ] ,即当有外力作用于半导体材料时,其电阻将明显发生变化。依据此原理制成的压力传感器是把应变电阻片粘在金属薄膜上,即将力信号转化为
电信号进行测量。此阶段最小尺寸大约为1cm。 (2) 技术发展阶段(1960 - 1970 年) :随着硅扩散技术的发展,技术人员在硅的(001) 或(110) 晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成较薄的硅弹性膜片,称为硅杯[3 ] 。这种形式的硅杯传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点,实现了金属- 硅共晶体,为商业化发展提供了可能。 (3) 商业化集成加工阶段(1970 - 1980 年) :在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术,扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主,发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术[4 ] ,主要有V 形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。由于可以在多个表面同时进行腐蚀,数千个硅压力膜可以同时生产,实现了集成化的工厂加工模式,成本进一步降低。 (4) 微机械加工阶段(1980 年- 今) :上世纪末出现的纳米技术,使得微机械加工工艺成为可能。 通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力传感器,其线度可以控制在微米级范围内。利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜,使得压力传感器进入了微米阶段。 2 压力传感器国内外研究现状 从世界范围看压力传感器的发展动向主要有以下几个方向。 2. 1 光纤压力传感器[5 ]
实验MEMS薄膜压力传感器静力学分析
实验四 MEMS薄膜压力传感器静力学分析 一、实验目的 1、掌握静力学分析 2、验证理论分析结果 3、对不同形状膜的分析结果进行对比 二、实验器材 能够安装ANSYS软件，内存在512MHz以上，硬盘有5G空间的计算机 三、实验说明 （一）基本思路 1、建模与网格化 2、静力学分析 3、对结果进行分析和比较 （二）问题描述： 由于许多压力传感器的工作原理是将受压力作用而变形的薄膜硅片中的应变转换成所需形式的电输出信号，所以我们要研究比较一下用什么样形状的膜来作为压力传感器的受力面比较好。我们比较的膜形状有三种，分别是圆形. 正方形. 长方形。在比较的过程中，三种形状膜的面积.，厚度和承受的压力是都是相等的。设置参数具体为：F=0.1MPa, EX=1.9e11,PRXY=0.3,DENS=2.33e3.单元尺寸为5e-006。为了选择合适的网格化类型，首先我们拿圆的结构进行一下比较，最后选择比较接近理论计算的网格化类型，通过比较，我们知道映射网格化类型比较优越，所以后面的两种类型膜结构选择了映射网格化。
四、实验内容和步骤 圆形薄膜1 1.先建立一个圆形薄膜：Main Menu>Preprocessor>modeling>Create>volumes>solid cylinder.弹出以个对话框如图，输入数据如图1，单击OK. 图1 2.设置单元类型：Main Menu>Preprocessor>element type>add/edit/delete,弹出一个对话框，点击add,显示library of element type对话框如图：在library of element type下拉列表框中选择structural solide 项，在其右侧下拉表框中选择brick 8node 45选项，单击OK. 在点击close.如图2. 图2
位移传感器的工作原理都有哪些
电位器式位移传感器，位移传感器它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是，为实现测量位移目的而设计的电位器，要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。 下面笔者来跟大家讲一下位移传感器的工作原理都有哪些 由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，位移传感器因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响，IP防护等级在IP67以上。此外，传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。 磁致伸缩位移传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作
用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输，并很快被电子室所检测到。 磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程绝对位置测量的位移传感器。它采用非接触的测量方式，由于测量用的活动磁环和传感器自身并无直接接触，不至于被摩擦、磨损，因而其使用寿命长、环境适应能力强，可靠性高，安全性好，便于系统自动化工作，即使在恶劣的工业环境下，也能正常工作。此外，它还能承受高温、高压和强振动，现已被广泛应用于机械位移的测量、控制中。 杭州奥仕通自动化系统有限公司成立于2011年，是一家专业提供塑料机械行业自动化系统解决方案的高科技技术企业。公司为意大利杰佛伦（GEFRAN）和法国赛德（CELDUC）在中国大陆地区的核心代理商，主要产品有塑料机械控制器（PLC）、伺服驱动器、位移传感器、压力传感器、注射力和合模力传感器、高温熔体压力传感器、固态继电器（SSR）、温控表等。
电容式传感器的结构及工作原理
电容式传感器——将被测非电量的变化转换为电容量变化的传感器。把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。下面就让艾驰商城小编对电容式传感器的结构及工作原理来一一为大家做介绍吧。 若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εS/d，式中ε为极间介质的介电常数，S为两极板互相覆盖的有效面积，d为两电极之间的距离。d、s、ε 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。 因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类，即变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介质型电容传感器。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。 典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。当薄膜受压力作用时，薄膜会发生一定的变形，因此，上下电极之间的距离发生一定的变化，从而使电容发生变化。但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是非线性关系，因此，要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/7a14024711.html,/
市场上常见的压力传感器的种类及原理分析
市场上常见的压力传感器的种类及原理分析 什么是压力传感器呢?压力传感器是指将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流信号(4~20mADC)，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节的元器件。它主要是由测压元件传感器、测量电路和过程连接件等组成的（进气压力传感器）。 那么压力传感器的种类有哪些呢?就目前市场而言，压力传感器一般有差压传感器、绝压传感器、表压传感器，静态压力传感器和动态压力传感器。对于这几者之间的关系，我们可以这样定义定义：差压是两个实际压力的差，当差压中一个实际压力为大气压时，差压就是表压力。绝压是实际压力，而有意义的是表压力，表压力=绝压-大气压力。静态压力是管道内流体不流动时的压力。动态压力可以简单理解为管道内流体流动后发生的压力。 根据不同的方式压力传感器的种类也不尽相同。小编通过搜集整理资料，将与压力传感器的种类相关的知识做如下介绍，下面我们来看具体分析。 1.扩散硅压力传感器 扩散硅压力传感器工作原理是被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷)，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。 扩散硅压力传感器原理图 2.压电式压力传感器 (1)压电式压力传感器原理 压电式压力传感器原理基于压电效应。压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。 (2)压电式压力传感器的种类与应用 压电式压力传感器的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。 现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图，在测量中不允许用水冷却，并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。石英是一种非常好的压电材料，压电效
薄膜压力传感器平面扫描测量系统
User Guide 薄膜压力传感器平面扫描测量系统 艾动测试系统使用流程图： 硬件安装启动测试软件 USB连接到测试电脑 连接传感器与数据采集查看设备是否连 接成功 打开软件界面设备已经连接 黄色LED点亮 轻压感应区软件窗口 Yes No 软件进入校正功能 OK?Yes No 开始录制施压过程停止录制施压过程保存、打开录制文件数据影片重播END 开始使用 重新拔、插传感器 红色LED灯点亮 施压过程分析 断开USB连接线 测试软件安装
一、安全使用注意事项： 为保证您正确使用本机，防止发生身体伤害或者损坏，特提供一项注意事项。请遵守这些事项。 1.1非专业人士，请勿拆开外壳；请勿在潮湿的环境中使用；请勿撕扯薄膜传感片。 1.2标定系统在使用过程中：请勿用力拉电线拔出电源插头；请勿用湿手插/拔插头。 二、系统设备配置列表 2.打开包装箱，请根据包装箱内附装箱单检查并仔细检查物品，若有物品丢失或损坏，请联络经销商。 2.1传感器系统包含以下物品： A，数据采集手柄1套； B，单点压力传感器若干片； C，测试软件安装软件包E-SCAN（显示52列44行数据），可以通过艾动公司的客服人员处获取； D，使用说明书，可以根据艾动公司的客服人员获取； 三、计算机运行系统要求： 四、设备组成与功能描述： 整套测试系统由数据采集采集手柄、传感器、以及PC测试软件安装包组成。数据采集手柄功能包括运算放大器、ADC转换器和USB数据传输给测试电脑。 （1）1套硬件测试电路（1套52行&44列数据采集手柄）；通过USB接口连接数据采集手柄与测试电脑传感器集线系统。 （2）1套测试软件系统； （3）推拉力计校正系统用于校正功能使用。 五、艾动单点薄膜压力传感器参数与性能： （1）用途：在外力荷载作用下测试构件之间相互作用产生的应力分布及相应位置的应力值，施加在所有的传感器上构件产生的应力值需要能够同时采集。 （2）方案：采用多点分布式薄膜传感器。 （3）规格：感应区尺寸为255mm*210mm；信号导线延长长度180mm；压力测量时量程要求0-500KG （35PSI）。 （4）传感器封装PET薄膜采用100微米材料制作，整体封装厚度约0.2mm。 （5）各力敏点测试精度、稳定性具有较好的一致性； （6）检测方法，将感应区直接置于两片平板之间，量测对应测试压力，要求采用100KG量程的推拉力计机台。 六、艾动整套52行*44列数据采集手柄参数与性能： （1）通过52行*44列的阵列分布结构，数据采集手柄最大可以进行2288个点的信号处理，包含对应数据采集系统软件开发，数据传输。
压力传感器和压力变送器有什么区别
压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备。 下面笔者来跟大家讲一下压力传感器和压力变送器有什么区别 一、原理不同 1、压力传感器电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的bai工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。 2、陶瓷压力传感器基于压阻效应，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号。 3、扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应，利用压阻效应原理，被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷)，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，利用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。 4、压力变送器感受压力的电器元件一般为电阻应变片，电阻应变片是一种将被测件上的压力转换成为一种电信号的敏感器件。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
5、通常是将应变片通过特殊的黏合剂紧密地粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。 二、相关应用不同 1、压力传感器主要应用于：增压缸、增压器、气液增压缸、气液增压器、压力机，压缩机，空调制冷设备等领域。 2、压力变送器： （1）、智能化：由于集成化的出现,在集成电路中可添加一些微处理器,使得变送器具有自动补偿、通讯、自诊断、逻辑判断等功能。 （2）、集成化：压力变送器已经越来越多的与其它测量用变送器集成以形成测量和控制系统。集成系统在过程控制和工厂自动化中可提高操作速度和效率。 （3）、小型化：市场对小型压力变送器的需求越来越大，这种小型变送器可以工作在极端恶劣的环境下，并且只需要很少的保养和维护，对周围的环境影响也很小，可以放置在人体的各个重要器官中收集资料，不影响人的正常生活。 杭州奥仕通自动化系统有限公司成立于2011年，是一家专业提供塑料机械行业自动化系统解决方案的高科技技术企业。公司为意大利杰佛伦（GEFRAN）和法国赛德（CELDUC）在中国大陆地区的核心代理商，主要产品有塑料机械控制器（PLC）、伺服驱动器、位移传感器、压力传感器、注射力和合模力传感器、高温熔体压力传感器、固态继电器（SSR）、温控表等。
高温压力传感器现状与展望
*国家自然科学基金资助项目(基金号:69876027)收稿日期:2001-10-24 修改稿日期:2002-01-14 高温压力传感器现状与展望 * 张 为 姚素英 张生才 刘艳艳 曲宏伟天津大学电子信息工程学院 天津市 300072 =摘要>论述了多晶硅、SOI(绝缘体上硅)、碳化硅、SOS(蓝宝石上硅)、石英、溅射合金薄膜、陶瓷厚膜和光纤等高温压力传感器的基本结构、工作原理、特点及研究现状,展望了压力传感器的未来。 关键词:压力传感器 高温 现状 展望中图分类号:TN354 Status Quo of High -Temperature Pressure Sensor and Its Prospect Zhang Wei Yao Suying Zhang Shengcai Liu Yanyan Qu Hongwei School of Electronics and Information Engineer ing ,T ianjin U niv ersity,T ianjin 300072 Abstract:Discusses the structure,principle,performance and research status quo of polysilicon,silicon on insulator,sil-i con on sapphir e,quartz,allo y thin-film,ceramic thick-film,optic-fiber high-temper ature pressur e sensor respectively ,and for ecasts the future of the pr essure sensor. Key Words:Pr essure Sensor;High-T emperature;Status Quo;P rospect 1 引言 传感器技术是现代科学技术发展水平的重要标志,它与通信技术、计算机技术构成现代信息产业的三大支柱。在各种传感器中,压力传感器是应用最为广泛的一种。但目前使用的硅压力传感器主要是扩散硅压力传感器,其应变电桥采用p 型扩散电阻,而应变膜是n 型硅衬底,两者之间是自然的pn 结隔离。当工作温度超过120e ,应变电阻与衬底间的pn 结漏电加剧,使传感器特性严重恶化以至失效,因而不能在较高温度环境下进行压力测量。而石油、汽车、航天等领域的使用要求,使高温压力传感器的研究成为必然。 随着新材料、新工艺的不断出现,人们提出了多种高温压力传感器结构。目前已经研制出多晶硅压力传感器、SOI(Silicon on Insulator)单晶硅压力传感器、SiC 压力传感器、SOS(Silicon on Sapphire)蓝宝石上硅压力传感器、石英压力传感器、溅射合金薄膜压力传感器、陶瓷厚膜压力传感器和光纤压力传感器等。文中分别从结构、工作原理、特性和国内外研究现状等方面对以上几种高温压力传感器进行了论述,并探讨了压力传感器未来的发展方向。 2 高温压力传感器发展现状 211 多晶硅压力传感器 多晶硅是半导体集成电路中广泛应用的薄膜材料。它的物理和化学性质通常取决于薄膜的结构(如 晶粒的尺寸)和掺杂的类型与浓度。80年代后期,基于多晶硅较大的压阻系数和良好的温度特性,有人提出了多晶硅高温压力传感器[1] 。 图1 多晶硅压力传感器结构 多晶硅压力传感器的结构如图1所示。采用掺杂多晶硅膜作应变电阻膜,4个构成惠斯通电桥的应变电阻分布在单晶硅膜片上的不同区域,以期得到最大的应变。 多晶硅压力传感器以SiO 2介质隔离代替pn 结隔离,减小了器件在高温下的漏电,从而提高了传感器的工作温度。多晶硅的应变因子较大,因而传感器灵敏 度高。多晶硅薄膜工艺成熟,传感器制作工艺为半导体集成电路平面工艺结合微机械加工技术,芯片易于批量制作,成本低廉。 目前由天津大学微电子技术开发研究中心研制的多晶硅高温压力传感器,压力量程有0~1MPa 、0~215MPa 和0~6MPa 3个系列,工作温区-40~220e ,满量程输出大于40mV/mA,零点温度系数和灵敏度温度系数均小于5@10 -4 /e .据现有文献报 6 仪表技术与传感器 2002年
PTP503压力传感器使用说明书
油压传感器,油压压力变送器，河南压力传感器 正负压压力变送器,恒压供水压力传感器,投入式液位变送器,防雷击液位变送器,锅炉压力传感器,微差压变送器,超高温压力传感器,超高压压力传感器,平膜压力传感器,防腐蚀压力变送器,通风管道压力变送器,高温微压变送器,空压机压力变送器,空调风压变送器,PY500智能数字压力控制仪表,动静态汽车称重设备,称重测力传感器 PTP503压力传感器/变送器采用全不锈钢封焊结构，具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性。广泛用于工业设备、水利、化工、医疗、电力、空调、金刚石压机、冶金、车辆制动、楼宇供水等压力测量与控制。 量程:0～1～150(MPa) 综合精度:0.2%FS、0.5%FS、1.0%FS 输出信号:4～20mA(二线制)、0～5V、1～5V、0～10V(三线制) 供电电压:24DCV(9～36DCV) 介质温度:-20～85～150℃ 环境温度:常温(-20～85℃) 负载电阻:电流输出型：最大800Ω；电压输出型：大于50KΩ 绝缘电阻:大于2000MΩ(100VDC 密封等级:IP65 长期稳定性能:0.1%FS/年 振动影响:在机械振动频率20Hz～1000Hz内，输出变化小于0.1%FS 电气接口(信号接口):四芯屏蔽线、四芯航空接插件、紧线螺母 机械连接(螺纹接口):1/2-20UNF、M14×1.5、M20×1.5、M22×1.5等，其它螺纹可依据客户要求设计
产品名称：PY602压力温度仪表 规格： 产品备注：数显压力温度控制仪表|智能压力温度表|佛山市博润测控仪表有限公司 产品说明 PY602数显压力-温度控制仪表 产品特点及结构: 具有整机体积小、重量轻、耗电省、功能齐全、工作可靠、使用方便灵活,配用我公司PT100-系列高温熔体压力传感器或常温压力传感器,作为高精度压力测量与控制,可广泛地使用于液压、石油、塑料、橡胶、印染、纺织等行业的压力显示和自动化控制场合,还可与其他厂家的电阻应变式压力传感器配套使用;可以设定上下限值报警,具有发光管报警指示、继电器触点输出控制外部执行机构;具有高精度的电压输出模块、电流输出模块、继电器输出控制模块以及通讯模块供用户选择 主要技术参数： 显示器:双层四位高亮度绿色和红色发光数码管 显示分辨率:0001 显示数值范围:-001～-999～0001～9999Mpa（小数点可变），温度：000.1-400.0 仪表精度:0.25％FS±1位 压力输入信号:2mV/V、3.3mV/V、4-20mA、0-5VDC、0-10DC（定货时说明） 温度输入信号：J、K、E型热电偶 采样速度:20次/秒 输出控制:与满量程信号成线性的电压或电流输出；RS232；RS485 报警范围:-001～-999～0001～9999Mpa（小数点可变） 效准指示:显示传感器满量程80％值(传感器应空载)，效准指示（CAE）亮 使用温度及湿度:0－55℃，≤80％RH 电源要求:85－265VAC50Hz-60Hz 外型尺寸:96×96×100mm 开孔尺寸:92×92mm
压力传感器
压力传感器综述 压力传感器是在压力测量系统中，用来感应压力并将压力转换成与压力值成一定关系的电信号输出的敏感元件。根据工作原理不同压力传感器有压阻式、压电式、电容式、应变式、压磁式等类型；由于测量压力高低的不同，压力传感器有高压、中压、低压、微压和负压传感器等；由于用途不同，又有压差传感器、深度传感器、液面传感器、医用传感器以及应用在特殊场合的特种压力传感器；由于应用环境不同，又有一般型、防腐型、防高温型等压力传感器。为了输出标准直流电信号，便于计算机采集及与二次仪表规范配置，压力敏感元件可以与集成运算放大电路组成压力变送器。 1 压力传感器研究现状及发展趋势 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一，从宇宙开发到海底探秘，从生产的过程控制到现代文明生活，几乎每一项技术都离不开传感器，因此，许多国家对传感器技术的发展十分重视，如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器)之一。在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外，还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。由于该技术是平面工艺与立体加工相结合，又便于集成化，所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。因此对于从事现代测量与自动控制专业的技术人员必须了解和熟识国内外压力传感器的研究现状和发展趋势。 1.1 压力传感器的发展历程 现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志，而半导体传感器的发展可以分为四个阶段： (1)发明阶段(1945-1960年)：这个阶段主要是以1947年双极性晶体管的发明为标志。此后，半导体材料的这一特性得到较广泛应用。史密斯(CS。Smith)与1945发现了硅与锗的压阻效应，即当有外力作用于半导体材料时，其电阻将明显发生变化。依据此原理制成的压力传感器是把应变电阻片粘在金属薄膜上，即将力信号转化为电信号进行测量。此阶段最小尺寸大约为1cm。 (2)技术发展阶段(1960-1970年)：随着硅扩散技术的发展，技术人员在硅的(001)或(110)晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上，然后在背面加工成凹形，形成较薄的硅弹性膜片，称为硅杯。这种形式的硅杯传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点实现了金属-硅共晶体，为商业化发展提供了可能。 (3)商业化集成加工阶段(1970-1980年)：在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术，扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主，发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术，主要有V形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。由于可以在多个表面同时进行腐蚀，数千个硅压力膜可以同时生产，实现了集成化的工厂加工模式，成本进一步降低。 (4)微机械加工阶段(1980年-今)：上世纪末出现的纳米技术，使得微机械加工工艺成为可能。通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力传感器，其线度可以控制
dynisco高温产品说明书
高温熔体压力传感器使用说明书 １．传感器安装注意事项： １．１ 注意保护产品与介质接触部位，在安装前尽量不要取下产品的保护帽。 １．２ 设备开孔需采用专业的开孔工具严格安装我司开孔尺寸开孔并保证孔内无杂质和毛刺。１．３ 螺纹安装时安装扭矩不得超过５６Ｎ．ｍ．最好在安装前在螺纹处涂抹防脱化合物。法兰连接时，每个螺栓的预紧力要基本一致。 ２．传感器拆卸注意事项： ２．１ 清洁设备前必须拆下所有传感器；只有当聚合物为熔融状态下才能拆下传感器并立即用软布将探头部分擦净。２．２ 传感器拆后，需用专业的清理工具对孔进行清理，以便下次安装。 ３．安装环境要求： ３．１ 传感器外壳部分必须固定在８０℃以下温度处和不得暴露在水中或潮湿的环境中。３．２ 设备启动时确保物料为熔融状态，避免低温干扰，从而损坏传感器。４．过载影响： 传感器的量程最好为被测压力源的２倍，传感器需避免长时间过载（产品设计过载能力为１．５倍额定压力）。５．电缆线连接： 输出信号电缆线必须通过布线槽进行连接，同时需要屏蔽线单独接地，避免现场干扰。 ６．零点和满度调节（仅指变送器）： ６．１“Ｚ”代表零位调节，“Ｓ”满度调节。拧开并取下Ｚ和Ｓ处螺钉，用一字螺丝刀内置电位器，在无压力状态下调节零点 ６．２ 零点调节和满度调节方向：顺时钟方向为增大，反之为减小。 ６．３ 一键清零产品调节零点时，只需取下螺钉，用螺丝刀轻按一下内置电位器即可。 ９．常见故障及排除： ９．１ 变送器信号输出不稳： ａ．压力源本身是一个不稳定的压力；ｂ．仪表或压力传感器抗干扰能力不强；ｃ．传感器接线不牢或者接线部分老化 ｄ．传感器本身振动很厉害；ｅ．传感器故障９．２ 变送器接电无输出： ａ．接错线（仪表和传感器都要检查）；ｂ．导线本身的断路或短路；ｃ．电源无输出或电源不匹配；ｄ．仪表损坏或仪表不匹配９．３．机械部分故障： Ａ．探头处有损伤：ａ．开孔过小；ｂ．开孔与螺纹不同心；ｃ．在低温时拆卸传感器。Ｂ．螺纹损坏：ａ．安装扭矩过大；ｂ低温时拆卸传感器；ｃ．开孔尺寸不对。 尊敬的用户： 非常感谢选用我司的产品！在您使用产品之前，请仔细阅读此说明书 ８．售后服务： ８．１ 产品出现故障时切勿自行修理，请于本公司联系，本公司会及时予以反馈。８．２ 产品保质期为一年，在保质期内如有质量问题，本公司负责免费维修或更换。８．３ 产品终身维修。 ８．４ 以下情况不属于免费维修或更换之列： ａ．未按产品使用说明正确安装，使用等人为造成的损坏。ｂ．用户自行拆开我司产品。ｃ．产品外观零件严重受损。 ７．产品供电： ａ．毫伏信号输出：１０Ｖｄｃ；ｂ．电流和电压输出：１２－３０Ｖｄｃ 满度调节校验用，非专业人士不得调节。 ｅ．传感器损坏
耐高温压力传感器研究现状与发展_张晓莉
2011年第30卷第2期 传感器与微系统(T r a n s d u c e r a n dM i c r o s y s t e mT e c h n o l o g i e s) 综述与评论 耐高温压力传感器研究现状与发展 张晓莉1,陈水金2 (1.江西理工大学机电工程学院,江西赣州341000; 2.华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640) 摘 要:现有商业化压力传感器绝大多数工作在常温条件下,工作温度高于200℃者尚不多见,远不能满 足高温下的压力测量要求,因此对高温压力传感器的研究成为必然。论述了国内外几类高温压力传感器 的研究进展、关键技术及应用情况,并探讨了主要存在的问题和未来的发展趋势。 关键词:高温压力传感器;多晶硅;碳化硅;声表面波;光纤 中图分类号:T H7 文献标识码:A 文章编号:1000—9787(2011)02—0001—04 R e s e a r c h s t a t u s a n dp r o g r e s s o f h i g h-t e m p e r a t u r e r e s i s t a n c e p r e s s u r e s e n s o r s Z H A N GX i a o-l i1,C H E NS h u i-j i n2 (1.S c h o o l o f Me c h a n i c a l a n dE l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g,J i a n g x i U n i v e r s i t yo f S c i e n c e＆T e c h n o l o g y,G a n z h o u341000,C h i n a; 2.S c h o o l o f Me c h a n i c a l＆A u t o m o t i v e E n g i n e e r i n g,S o u t hC h i n aU n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y,G u a n g z h o u510640,C h i n a) A b s t r a c t:A t p r e s e n t,m o s t p r e s s u r es e n s o r sw o r ka t n o r m a l t e m p e r a t u r e,a n ds e l d o m p r e s s u r es e n s o r w o r ka t t e m p e r a t u r e a b o v e200℃.I t i s f a r f r o mm e e t i n g t h e n e e d o f m e a s u r e m e n t r e q u i r e m e n t s o ns p e c i a l b a c k g r o u n d.S o t h e r e s e a r c ho f h i g h-t e m p e r a t u r er e s i s t a n c ep r e s s u r e s e n s o r i sn e c e s s a r y.S e v e r a l m a i nh i g h-t e m p e r a t u r e p r e s s u r e s e n s o r i nw o r l d w i d ei sd i s c u s s e df r o m r e s e a r c hp r o g r e s s,k e yt e c h n o l o g ya n d a p p l i c a t i o n s.T h em a i np r o b l e m e x i s t i n g a n d t h e f u t u r ed e v e l o p m e n t t r e n da r e a n a l y z e d. K e yw o r d s:h i g h-t e m p e r a t u r ep r e s s u r es e n s o r;p o l ys i l i c o n;s i l i c o nc a r b o n;s u r f a c ea c o u s t i cw a v e(S A W); o p t i c a l f i b e r 0 引 言 高温压力传感器以其优良的高温工作能力在压力传感器中一直受到高度重视,是传感器研究的重要领域之一,也是各国政府努力掌握的高科技技术之一。 高温压力传感器是指在高于125℃环境下能正常工作的压力传感器。其在石油、化工、冶金、汽车、航空航天、工业过程控制、兵器工业甚至食品工业中都有着广阔的应用前景,例如:高温油井内的压力测量、各种发动机腔体内的压力测量、宇宙飞船和航天飞行器的姿态控制、高速飞行器或远程超高速导弹的飞行控制、喷气发动机、火箭、导弹、卫星等耐热腔体和表面各部分的压力测量。尤其在武器系统中高温压力传感器是动力系统所不可缺少的。因此,对高温压力传感器的研究与开发具有重要意义。 1 国内外研究现状 1.1 S O I单晶硅高温压力传感器 S O I(s i l i c o no n i n s u l a t o r)是新兴的半导体材料,最早应收稿日期:2010—05—13用于大功率半导体器件,S O I材料的特殊结构使之成为制作新型压力传感器的理想材料,也是国内外研究新型压力传感器的研究重点。国外已有研制成功的S O I单晶硅压力传感器,如,美国K u l i t e公司采用B E S O I技术开发出超高温的压力传感器X T E H—10L A C—190(M)系列,工作温度为-55～480℃;法国L E T I研究所目前也正在开发工作温度达400℃的S O I高温压力传感器。国内的研究也取得一些成绩,如西安交通大学采用先进的S I M O X技术成功研制出S O I耐高温微压力传感器,能在-30～250℃环境下完成1000M P a以下任意量程范围的压力测量,能承受2000℃瞬时高温冲击;天津大学也研制出了温度达300℃的S O I高温压力传感器。 S O I器件由于采用绝缘介质隔离,器件与衬底之间不存在电流通道,消除了体硅电路中常见的门锁效应,提高了电路的可靠性。其材料的特殊结构使它克服了传统体硅材料的不足,具有良好的抗辐射特性即抗软失效能力,并可以 1