高温压力传感器现状与展望
压力传感器-调研报告
压力传感器-调研报告一、引言随着现代社会的快速发展，人们工作和生活压力逐渐增大，压力管理成为人们关注的焦点。
压力传感器作为一种用于测量物体或者环境中压力大小的装置，在压力管理领域发挥着重要的作用。
本文将对压力传感器进行调研研究，分析其原理、应用以及市场前景。
二、压力传感器原理1.压电式传感器压电式传感器采用共振频率的变化来表示压力大小。
当受压时，感应片产生共振频率的变化，通过测量频率变化来计算压力。
2.电阻式传感器电阻式传感器通过测量细电阻片电阻值的变化来表示压力大小。
当受压时，电阻片的电阻值发生变化，通过测量电阻值的变化来计算压力。
3.电容式传感器电容式传感器通过测量电容值的变化来表示压力大小。
当受压时，感应片与电容板之间的距离发生变化，从而改变电容值，通过测量电容值的变化来计算压力。
三、压力传感器应用1.工业控制在工业领域，压力传感器被广泛应用于流体管道、气体媒介以及管道运输等。
通过实时测量管道中的压力变化，可以实现对流体和气体的精确控制，提高工业生产效率。
2.医疗卫生3.汽车工程在汽车工程中，压力传感器被广泛应用于发动机的气门、制动系统以及轮胎的胎压监测等。
通过实时监测各个部件的压力变化，可以及时采取措施，保证汽车的安全性能。
四、压力传感器市场前景随着现代社会的发展，压力传感器市场前景广阔。
预计到2025年，全球压力传感器市场规模将达到200亿美元。
主要驱动因素包括工业自动化的广泛应用、医疗卫生领域对监测设备的需求增加以及汽车工程的发展等。
五、结论通过对压力传感器的调研，我们可以看出压力传感器在压力管理领域的重要作用。
随着科技的不断进步和社会的快速发展，压力传感器的应用将不断扩大。
同时，压力传感器市场也将迎来更大的发展空间。
2024年压力传感器市场需求分析
2024年压力传感器市场需求分析引言压力传感器是一种广泛应用于各个工业领域的传感器，用于测量和监测物体或介质的压力。
随着工业自动化的发展和技术进步，压力传感器的需求逐渐增加。
本文将对压力传感器的市场需求进行分析。
市场概述压力传感器市场是一个庞大的市场，根据用途和行业的不同，市场需求也存在一定差异。
主要的应用领域包括工业制造、汽车工业、医疗设备、环境监测等。
根据统计数据显示，压力传感器市场呈现稳定增长的趋势。
市场驱动因素1.工业自动化的推动：随着工业自动化水平的不断提高，对压力传感器的需求也随之增加。
压力传感器在工业流程中的应用十分广泛，可以实现对压力进行准确监测和控制，提高生产效率和质量。
2.汽车工业的发展：汽车工业是压力传感器的重要应用领域之一。
随着汽车市场的扩大和技术的进步，对汽车压力传感器的需求逐渐增加。
压力传感器在汽车中的应用包括发动机控制、制动系统、轮胎压力监测等。
3.医疗设备的需求：医疗设备行业对压力传感器的需求也在不断增长。
压力传感器在医疗设备中的应用包括生命体征监测、呼吸机、血压监测等。
随着人们对健康的关注度提高，对医疗设备的需求也在增加，进而推动了压力传感器市场的发展。
市场趋势1.小型化和高性能化：随着科技的进步，压力传感器的尺寸不断缩小，体积更加紧凑，重量更轻，但性能却不断提高。
这种趋势满足了现代化设备对小型化和高性能化的需求。
2.无线通信技术的应用：压力传感器与无线通信技术的结合，使得数据的传输更加快捷方便。
无线通信技术的应用可以实现对远程设备的监控，提高工作效率和便捷性。
3.多功能化：现代压力传感器不仅可以单一地测量压力，还可以集成其他功能，比如温度测量、流量测量等，提供更全面的数据支持，满足不同应用场景的需求。
市场竞争状况压力传感器市场竞争激烈，主要的竞争对手包括安川电机、霍尼韦尔、艾默生等国内外知名企业。
这些企业都在不断提高产品性能和技术水平，推出新型产品来满足市场需求。
高温对电力设备传感器的影响及其解决方案
高温对电力设备传感器的影响及其解决方案简介：随着电力设备的日益普及和使用，电力设备传感器的重要性也逐渐凸显出来。
然而，高温作为一种常见的环境因素，对电力设备传感器的正常运行产生了不可忽视的影响。
本文将探讨高温对电力设备传感器的影响，以及相应的解决方案。
一、高温对电力设备传感器的影响1. 传感器性能下降高温环境会导致电力设备传感器的性能下降。
例如，传感器的灵敏度和精确度可能会受到影响，传感器的响应时间可能会增加，甚至传感器的测量范围可能会发生变化。
这些问题可能会导致传感器无法准确感知和测量电力设备的参数，进而影响设备的稳定性和可靠性。
2. 电子元器件老化高温环境使得电力设备传感器内部的电子元器件容易老化。
传感器中的电子元器件对于信号的采集和处理具有关键作用，一旦元器件老化，可能会导致传感器工作异常甚至失效。
这对于电力设备的安全和故障诊断产生了潜在威胁。
3. 电力设备寿命减少高温环境会缩短电力设备的使用寿命。
传感器作为电力设备中必不可少的组成部分，其受到高温环境的影响，势必会进一步缩短设备的寿命。
由于传感器的异常工作可能会引发设备的故障或损坏，使得维修和更换成为频繁的任务，增加了设备的维护成本和停机时间。
二、高温对电力设备传感器的解决方案1. 选用适应高温环境的传感器针对高温环境，应选用能够适应高温的电力设备传感器。
这些传感器在设计和制造上考虑了高温环境的要求，具备良好的抗高温能力。
通过选用适应高温环境的传感器，可以降低高温环境对传感器性能的影响，提高设备的可靠性。
2. 提高传感器的散热能力高温环境下，传感器会因为散热不良而受到较大的影响。
因此，提高传感器的散热能力是解决高温影响的重要手段。
可以通过增加传感器的散热片面积，改进传感器的散热结构或者增加散热风扇等方式提高传感器的散热性能，有效降低传感器在高温环境下的温度，保持其正常工作。
3. 优化传感器的封装材料传感器的封装材料直接决定了其在高温环境下的性能稳定性。
传感器技术发展现状与趋势文献
传感器技术发展现状与趋势文献传感器技术是现代工业、农业、医疗、环保等领域中不可或缺的一项技术。
随着科技的不断进步和应用领域的不断扩展，传感器技术也在不断发展和创新。
本文将从传感器技术的发展现状和趋势两个方面展开，探讨传感器技术的未来发展方向。
一、传感器技术的发展现状传感器技术的发展可以追溯到20世纪初，当时主要应用于工业自动化控制领域。
随着科技的不断进步和应用领域的不断扩展，传感器技术也得到了广泛应用。
目前，传感器技术已经涉及到了工业、农业、医疗、环保、交通等多个领域。
在工业领域，传感器技术已经成为工业自动化控制的重要组成部分。
传感器可以实时监测生产过程中的温度、压力、流量等参数，从而实现对生产过程的精确控制和优化。
在农业领域，传感器技术可以实现对土壤湿度、温度、光照等参数的监测，从而实现对农作物的精准管理和优化。
在医疗领域，传感器技术可以实现对患者的生命体征、病情等参数的监测，从而实现对患者的精准治疗和护理。
在环保领域，传感器技术可以实现对环境污染物的监测和控制，从而实现对环境的保护和治理。
在交通领域，传感器技术可以实现对车辆、行人等的监测和控制，从而实现对交通流量的优化和管理。
二、传感器技术的发展趋势随着科技的不断进步和应用领域的不断扩展，传感器技术也在不断发展和创新。
未来，传感器技术的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 多功能化未来的传感器将不仅仅是单一的测量仪器，而是具备多种功能的智能传感器。
例如，可以实现对多种参数的监测和控制，同时还可以实现数据处理、通信等功能。
2. 微型化未来的传感器将越来越小，甚至可以实现微型化。
微型化的传感器可以更加方便地嵌入到各种设备和系统中，实现对设备和系统的实时监测和控制。
3. 无线化未来的传感器将越来越倾向于无线化。
无线传感器可以实现对设备和系统的远程监测和控制，从而提高工作效率和安全性。
4. 智能化未来的传感器将越来越智能化。
智能传感器可以通过学习和适应，实现对环境和设备的自主控制和优化。
2023年工业传感器行业市场分析现状
2023年工业传感器行业市场分析现状工业传感器是工业自动化中的重要组成部分，用于测量和监测工业生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、液位等。
它能够将物理量转换为可用于控制系统的电信号，提供实时数据和反馈，以保证工业生产的稳定性和安全性。
目前，全球工业传感器市场规模不断扩大，预计到2025年将达到600亿美元。
工业传感器行业的良好发展得益于工业自动化和物联网技术的快速发展。
随着工业生产的智能化和自动化程度不断提高，对传感器的需求也越来越大。
然而，在当前的市场竞争中，工业传感器行业存在一些问题和挑战。
首先，市场竞争激烈，市场供需失衡问题突出。
由于市场化竞争激烈，一些低端传感器的价格不断下降，导致市场供应过剩。
与此同时，高端传感器的需求不断增加，但供应相对不足，导致市场供需失衡。
其次，工业传感器行业的技术瓶颈和创新能力不足是制约该行业发展的重要因素。
当前，国内工业传感器行业的技术水平相对较低，核心技术主要依赖进口。
由于技术瓶颈的限制，国内工业传感器产品在性能和品质方面无法与国外产品相媲美，需要进一步提高创新能力和产品质量。
再次，工业传感器行业的市场需求多样化，需要根据不同行业的需求进行专业化研发和生产。
不同行业对传感器的需求有所不同，例如，制造业对温度、压力、流量等参数的监测要求较高，而医疗行业对生物传感器的需求较大。
因此，工业传感器企业需要根据市场需求进行产品差异化研发和生产，提供量身定制的解决方案。
在当前形势下，工业传感器行业需要加大技术研发和创新力度，提高产品品质和性能，以满足用户对产品的需求。
同时，加强产学研合作，促进行业技术的创新和进步。
此外，还需要加强企业间的合作与交流，共同推动行业的发展。
最后，政府也应加大对工业传感器行业的支持力度，鼓励创新，提供相应的政策和资金支持，推动行业的快速发展。
总的来说，工业传感器行业市场潜力巨大，但面临着一系列的挑战。
只有通过加强技术创新、加强企业合作、政府支持等措施，才能推动工业传感器行业持续健康发展，实现更好的市场竞争力和经济效益。
压力传感器行业相关行业市场运行综合分析
压力传感器行业相关行业市场运行综合分析一、全球压力传感器行业市场概况目前，全球压力传感器行业市场处于快速增长阶段，呈现出以下几个特点：1.市场规模逐年扩大：随着工业自动化需求的增加，压力传感器的市场规模逐年扩大。
根据市场研究公司的数据，2024年全球压力传感器市场规模约为100亿美元，预计到2025年将达到150亿美元。
2.技术创新促使市场增长：随着科技的不断进步，压力传感器的技术不断创新，包括微型化、高精度化、低功耗化等方向的研发。
这些新技术的应用推动市场需求的增长。
3.应用领域广泛：压力传感器广泛应用于工业自动化、汽车、消费电子、医疗设备、航空航天等众多领域，其中工业自动化是最主要的应用领域。
工业自动化的市场需求受到工厂自动化程度提高的推动。
4.市场竞争激烈：全球压力传感器市场竞争激烈，主要厂商包括霍尼韦尔、贝壳逊、艾默生、西门子等。
这些公司通过技术创新、产品质量和售后服务等方面进行竞争，市场份额分配不平衡。
二、压力传感器行业的相关行业市场运行情况1.工业自动化行业：工业自动化行业是压力传感器的主要应用领域，市场需求旺盛。
随着工厂自动化程度提高，对压力传感器的需求量增加。
特别是在化工、石油、电力、机械制造等行业，压力传感器起到了关键的作用。
2.汽车行业：汽车行业是压力传感器的另一个重要应用领域，主要应用于汽车发动机、制动系统、排放控制等方面。
随着汽车产量的增加和汽车电子技术的发展，对压力传感器的需求也在增长。
3.消费电子行业：消费电子行业对压力传感器的需求主要集中在智能手机、平板电脑等移动设备的压力感应功能中。
随着移动设备的广泛普及，压力传感器的市场需求也在不断增长。
4.医疗设备行业：医疗设备行业是压力传感器的一个重要应用领域，主要用于血压计、呼吸机、输液泵等设备中。
随着人们对医疗保健的重视和医疗设备市场的发展，压力传感器在该行业的市场需求也在增长。
5.航空航天行业：航空航天行业对压力传感器的需求主要集中在飞机发动机、气动系统等方面。
传感器技术应用及发展趋势在国内外展望
传感器技术应用及开展趋势在国内外展望传感器技术应用及开展趋势在国内外展望摘要：传感器技术是现代技术的应用具有巨大的开展潜力，通过对传感器新技术的应用现状，在未来的开展中存在的问题和面临的挑战的传感器技术，最后，传感器技术的开展趋势和应用前景。
关键词：传感器；开展；智能化趋势在21 世纪科学技术迅速开展的时代，传感器技术作为当前最前沿的科技之一，对当前新兴技术的开展有着直接促进作用。
随着人们对传感器技术的进一步研究，多数国家将其功能等同于计算机技术及通信技术。
1 国内外传感器的开展动向在中国，随着微电子技术的推动，微加工技术，光电科学与现代生物科学技术，该传感器已从单一功能的转换模型，功能多，技术含量高。
知识涉及传感器技术领域非常广泛，其研究和开发越来越密切的联系和其他学科。
在国外，电流传感器是主新品种、高精度、小型化、集成、多功能、智能化的方向开展。
并有以下几个值得注意的动向：注重开发半导体、精密陶瓷、光纤，高分子等新型传感器及具有优良特性的传感器。
如能检测三维形状，能代替人的味觉和嗅觉等五官功能、能使不可见信号变为可见信号的传感器等。
完竣和开采各类传感器建造工艺，如微机械加工工艺。
出产薄膜的平面电子工艺技巧及拣选的化学腐化技术。
采用数字技术用于传感器的信息传送中，提高其信号处理电路的特性，可双向高速及高精度的传送信息，补偿及抗干扰能力强。
提高集成化、使传感器不仅具有单一功能而且能与执行器一体化，变成多功能、进一步开展为智能传感器。
加强标准化工作，尽快统一传感器的标准术语及其性能、使传感器和信号处理装置及计算机间的接口标准化。
有关资料说明，国际上传感器的市场正在日趋广泛，需求量也在不断增加，但其主要应用领域还是面向工业过程控制系统.特别是工业自控系统用仪表，例如：80年代中期，日本传感器仅用于生产过程控制的就占了18.1%，居于各领域应用量之首。
2 传感器的原理及应用物理传感器是使用某些物理效应，把被衡量转嫁成为便于处置的能量方式的暗记装配，其输出的信号和输入的信号有肯定的干系。
压力传感器的现状及发展状况
压力传感器的现状及发展状况一、压力传感器的现状1.市场需求方面压力传感器的市场需求稳定增长。
随着工业自动化水平的提高和对生产过程的精确控制要求加强，压力传感器在工业领域的应用呈现出快速增长的趋势。
另外，汽车行业对于安全性能和燃油经济性的要求也推动了压力传感器市场的发展。
2.技术水平方面压力传感器的技术水平不断提高。
现代压力传感器采用的是微型电子器件，具有高精度、高灵敏度、高稳定性等特点。
同时，随着电子技术的进步，压力传感器不断增加了信号处理和数据传输的功能，从而提高了测量精度和稳定性。
3.应用领域方面压力传感器的应用领域越来越广泛。
目前，压力传感器广泛应用于工业自动化、汽车制造、医疗设备、航空航天等领域。
例如，在汽车领域，压力传感器用于发动机燃油系统的压力监测和控制，以及轮胎压力的监测；在医疗领域，压力传感器用于呼吸机、输液泵等设备的控制和监测。
二、压力传感器的发展状况1.微型化和集成化随着技术的进步，压力传感器正朝着微型化和集成化的方向发展。
微型化使得传感器更加便携和易于安装；而集成化使得传感器更加智能化和功能完善。
例如，一些新型压力传感器已经集成了温度传感器和湿度传感器等功能，可以实现多参数测量。
2.精度和可靠性提高压力传感器的精度和可靠性是产业发展的关键因素。
随着技术的提升，压力传感器的测量精度不断提高，达到了毫巴甚至微巴级别的精度。
另外，采用了一些新的材料和工艺，使得传感器的可靠性大幅度提高，能够适应各种严苛的环境条件。
3.无线传输技术应用近年来，无线传输技术在压力传感器中的应用越来越广泛。
通过采用无线传输技术，传感器可以实现无线远程监测和控制，减少了传感器与接收设备之间的布线和安装成本。
同时，无线传输技术也扩展了传感器的应用范围，使得传感器能够应用于更远距离和复杂环境中。
4.新材料和新技术的应用随着材料科学和制造技术的不断进步，压力传感器的制作材料也发生了变化。
例如，纳米材料的应用使得传感器更加敏感和反应速度更快；新的制造技术使得传感器的制作成本降低。
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*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:TN354Status Quo of High -Temperature Pressure Sensor and Its ProspectZhang Wei Yao Suying Zhang Shengcai Liu Yanyan Qu Hongwei School of Electronics and Information Engineer ing ,T ianjin U niv ersity,T ianjin 300072Abstract: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 rospect1 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年道,国外仅有美国、德国、法国和西班牙几个研究机构从事多晶硅压力传感器的研究,其中美国Fox boro公司的多晶硅压力传感器已实现产品化[2]。
212SOI单晶硅高温压力传感器SOI(Silicon on Insulator)是新兴的半导体材料,具有自隔离、体漏电小、寄生电容小、抗辐射、无体硅闩锁效应等特点,最早应用于大功率半导体器件。
SOI材料的特殊结构使之也成为制作传感器的理想材料。
国外已有研制成功的SOI单晶硅压力传感器[3,4],天津大学也研制出样品,目前正处于测试阶段。
SOI单晶硅压力传感器的结构与多晶硅压力传感器相似,主要区别在于采用单晶硅薄膜制作惠斯通电桥的4个应变电阻。
除保持多晶硅压力传感器已有长处和特点之外,由于单晶硅材料有更大的压阻系数(多晶硅薄膜在相同掺杂浓度下,压阻系数约为单晶硅材料的60%~70%[5]),可以通过优化传感器芯片设计,进一步提高传感器的灵敏度。
此外,SOI材料是制作高温、高速、抗辐射等特殊集成电路的基本材料,SOI单晶硅压力传感器工艺是标准的集成电路平面工艺,这样就可以实现工作于恶劣环境的单片智能测压系统。
SOIMEMS现已成为MEMS的主要研究方向之一。
213SiC高温压力传感器SiC材料是第三代直接跃迁型宽禁带的半导体材料。
它的宽禁带结构(6H-SiC约310eV)、高击穿电压(约215mV/cm)和较高热导率等特点,使其具有优良的抗辐射性能和高温稳定性,可用来制作高温器件。
SiC还具有良好的机械性能,优异的化学稳定性以及较大的压阻系数,所以可以用来制作压力传感器。
目前SiC高温器件和传感器的研究是一个非常热门的领域。
美国国家宇航局NASA的Galenn研究中心已经研制出SiC高温肖特基二极管(Schottky Diodes)和工作温度可达500e的高温压力传感器。
214SOS蓝宝石压力传感器这是在80年代早期提出的一种应变式压力传感器结构[6]。
通过在作为弹性体的蓝宝石(A-Al2O3)上异质外延生长单晶硅膜,采用半导体平面工艺制作硅应变电桥。
蓝宝石弹性膜的制作主要靠机械方法。
由于采用了介质隔离,该压力传感器的最高工作温度可以达到200e.蓝宝石材料具有很高的化学稳定性,所以蓝宝石传感器还具有耐腐蚀的特点。
但是,这种SOS压力传感器的致命弱点是成本高,工艺复杂。
蓝宝石单晶片的成本是硅片的10倍以上,价格昂贵。
而且由于蓝宝石材料硬度高又抗腐蚀,加工难度大,用机械方法制作应变薄膜的成品率很低。
这些因素都限制了该传感器的批量生产和推广。
另外,在理论上,外延单晶硅膜与蓝宝石间的晶格失配大,存在很大的失配应力,传感器的长期稳定性难有保证。
由于以上原因,SOS压力传感器虽然出现较早,但并没有得到很大的发展。
目前只见到日本Burns公司有个别量程系列SOS压力传感器的报道。
215石英压力传感器石英晶体具有很好的压电特性,是最早发现的压电材料,可用于制作谐振压力传感器[7,8]。
由于石英具有很高的Q值,所以石英压力传感器工作频率高,主要用于动态压力测试。
石英压力传感器的工作温度高,广泛应用于发动机汽缸动态压力和一些爆炸压力测试。
石英谐振式压力传感器一般不用作静压测试。
由于是电荷传感,该传感器对电荷检出与处理电路的要求很高,调试不太方便。
216溅射薄膜压力传感器溅射薄膜压力传感器也是一种应变式压力传感器。
它是一种金属(合金)-SiO2-金属(合金)结构。
先在作为衬底的金属或合金薄膜上溅射(淀积)一层SiO2;然后利用磁控溅射技术,在SiO2上溅射一定厚度的合金薄膜,通过光刻,该层合金薄膜组成应变电桥;最后淀积Au电极,形成传感器芯片结构[9]。
目前溅射薄膜压力传感器的最高工作温度可达200e。
由于金属的电阻率小,压阻系数又很低,溅射薄膜压力传感器的灵敏度很小;同时输入阻抗小,功耗大。
另外采用合金膜片也增加了封装难度。
217陶瓷厚膜高温压力传感器一些陶瓷材料具有压阻效应,可用于制作压力传感器。
应用最广泛的是PZT材料(Lead Zirconate T-i tanate)。
用丝网印刷技术,在陶瓷基板(一般为Al2O3)的特定位置上印出一定的PZT浆料图形,通过高温烧结,形成应变电阻。
圆形陶瓷基板与底座间也是用烧结法形成固支结构。
这是陶瓷应变压力传感器的基本工艺。
陶瓷抗腐蚀,耐高温。
厚膜压力传感器的工作温度一般可达到150e.瑞士Kistler公司以生产厚膜压力传感器闻名。
由于丝网印刷工艺精度和浆料均匀性的限制,这类传感器的应变电阻一般需要进行激光修正才能达到较好的一致性。
另外厚膜压力传感器的灵敏度相对较低,且功耗大。
218光纤高温压力传感器自70年代人类发明新的信息载体材料光纤以来,它一直是发展最为迅速的现代技术之一。
光纤技术在通讯领域的应用和意义早已为人们所熟悉。
它优良的抗电磁干扰能力,相对于其体积、重量的巨大信息承载7第4期#传感器技术#能力和安全性能,使它在传感技术上也大有作为。
利用光的调制原理,光纤已被用来制作几乎所有类型的传感器。
其基本原理是当外界因素作用于光纤后,使光纤内传输的调制光的相位、强度、频率等发生变化。
利用基本的干涉原理和光信号检测、变换系统,可以测出相位、强度、频率等的变化与外界作用因素强度之间的关系。
由于光纤本身耐高温,制作光纤高温压力传感器是可行的。
文献[10]报道的光纤温度和压力传感器就是用于航空发动机的状态监控。
虽然光纤传感器性能优越,但它的应用比较复杂,需要有光源、光的调制和检出手段以及光传输中必要的透镜。
它的多元性特征又使它易受其他非测量物理量的影响。
另外,光纤和包敷材料间存在热膨胀系数的不匹配,会影响测试精度。
传感器的安装位置对测量也会有影响。
3压力传感器的发展方向压力传感器的一个主要发展方向是继续发现新的敏感材料和加工工艺,使传感器结构更精细,性能更优越,以适应各种环境测压的要求。
另一方面现代M EMS工艺与半导体集成电路平面工艺相结合使压力传感器朝着单片集成和多功能化方向发展。
以下就是国外已经研制成功的几种比较有代表性的产品。
M otorola公司的单片CMOS压力传感器[11]集成了压阻式压力传感器,温度传感器,8位微处理器(MCU),CMOS信号调理电路,A/D,D/A,2k字节的EPROM及数字通讯外围接口电路。
该传感器采用SOI工艺,微处理器和信号处理电路分布在压力传感器的四周。
将MCU及信号处理电路和压力传感器进行单片集成,一方面使传感器系统在智能化的基础上更加小型化,方便了系统的调节,减少了维护;另一方面减少了原来各功能单元之间的连接,提高了系统的可靠性和稳定性。