壓力傳感器的重要類型

        傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志之一，壓力傳感器技術(shù)是傳感器技術(shù)的一個(gè)重要分支。目前，擴(kuò)散硅、電容、硅藍(lán)寶石、陶瓷厚膜、金屬應(yīng)變電式等各類壓力傳感器廣泛應(yīng)用于國(guó)民生產(chǎn)的各個(gè)行業(yè)和科技領(lǐng)域。下面簡(jiǎn)單介紹一些常用的壓力傳感器的特點(diǎn)和區(qū)別。
        藍(lán)寶石壓力傳感器
        藍(lán)寶石壓力傳感器采用應(yīng)變電阻工作原理，采用硅藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件.
        藍(lán)寶石由單晶絕緣體元素組成，不會(huì)產(chǎn)生滯后、疲勞和蠕變；藍(lán)寶石比硅強(qiáng)，硬度更高，不怕變形；并且藍(lán)寶石具有很好的彈性和絕緣性，因此使用由藍(lán)寶石制成的硅半導(dǎo)體敏感元件對(duì)溫度變化不敏感，即使在高溫條件下也具有良好的工作特性；藍(lán)寶石具有*的抗輻射特性；此外，硅藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件沒有pn漂移，因此從根本上簡(jiǎn)化了制造工藝，提高了重復(fù)性，保證了高良率。
        由硅藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制成的壓力傳感器和變送器可以在zui惡劣的工作條件下正常工作，并且具有可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價(jià)比高等特點(diǎn)。
        擴(kuò)散硅壓力傳感器
        擴(kuò)散硅壓力傳感器的工作原理是：被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用在傳感器的膜片（不銹鋼或陶瓷）上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移。傳感器的電阻值發(fā)生變化，電子電路檢測(cè)到這種變化，并轉(zhuǎn)換輸出與該壓力對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。
        陶瓷壓力傳感器
        耐腐蝕陶瓷壓力傳感器無(wú)液體傳輸。壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面和腔體膜片的表面，使膜片產(chǎn)生微小的變形，厚膜電阻印在陶瓷膜片上。膠片的背面連接著一個(gè)惠斯通電橋（閉橋）。由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，電橋產(chǎn)生與壓力成正比、與激勵(lì)電壓成正比的高度線性電壓信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)根據(jù)不同的壓力范圍，校準(zhǔn)為2.0、3.0、3.3mV等。 ，可與應(yīng)變計(jì)傳感器兼容。通過(guò)激光校準(zhǔn)，傳感器具有較高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性。傳感器自帶0℃~70℃溫度補(bǔ)償，可與大多數(shù)介質(zhì)直接接觸.
        陶瓷是*的具有高彈性、耐腐蝕、耐磨、耐沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷及其厚膜電阻的熱穩(wěn)定性使其工作溫度范圍高達(dá)-40℃~135℃，具有高精度和高測(cè)量穩(wěn)定性。電絕緣大于2KV，輸出信號(hào)強(qiáng)，穩(wěn)定性好。高特性、低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向。歐美國(guó)家有全面替代其他類型傳感器的趨勢(shì)。在國(guó)內(nèi)，越來(lái)越多的用戶使用陶瓷傳感器來(lái)代替擴(kuò)散硅壓力傳感器。
        陶瓷厚膜結(jié)構(gòu)與力敏Z分量相得益彰
        厚膜壓力傳感器是壓力傳感器繼擴(kuò)散硅壓力傳感器之后的又一重大技術(shù)創(chuàng)新，力敏Z分量為國(guó)內(nèi)外wei一。用于數(shù)字信號(hào)輸出的敏感元件。因此，將陶瓷厚膜技術(shù)與zui簡(jiǎn)單的力敏Z元件電路巧妙結(jié)合，可以生產(chǎn)出性能優(yōu)良、成本低的新型傳感器。具體來(lái)說(shuō)，陶瓷厚膜工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：
        陶瓷彈性體性能優(yōu)良，材料平整、均勻、致密的范圍內(nèi)嚴(yán)格遵循胡克定律，無(wú)塑性變形。
        厚膜電阻（包括高溫線）可與陶瓷彈性膜片牢固燒結(jié)，粘貼時(shí)無(wú)需膠水。這種剛性結(jié)構(gòu)蠕變小，漂移小，靜態(tài)性能穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)性能好。
        厚膜彈性體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制備。與擴(kuò)散硅壓力傳感器相比，不需要半導(dǎo)體平面工藝來(lái)形成擴(kuò)散電阻彈性膜片，大大降低了生產(chǎn)線的初期投資和工藝成本。
        陶瓷厚膜結(jié)構(gòu)耐液體或氣體介質(zhì)腐蝕，無(wú)需不銹鋼膜片和硅油轉(zhuǎn)換隔離。簡(jiǎn)化了封裝結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低了成本。
        工作范圍廣。范圍由有效半徑與膜片厚度的比值決定。只要微壓不小于1Kpa，原則上更容易達(dá)到更高的量程。
        工作溫度范圍寬，可達(dá)-40℃~120℃。
        陶瓷厚膜力數(shù)字傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        陶瓷厚膜力數(shù)字傳感器主要由陶瓷環(huán)、陶瓷膜片和陶瓷蓋板組成。陶瓷隔膜作為一種敏感的彈性體，由 95% 的 Al2O3 陶瓷制成。要求平整、均勻、致密。其厚度和有效半徑取決于設(shè)計(jì)范圍。
        瓷環(huán)采用熱壓鑄工藝通過(guò)高溫?zé)瞥尚?。陶瓷振膜與陶瓷環(huán)之間采用高溫玻璃漿料，通過(guò)厚膜印刷和熱燒成技術(shù)燒成。要形成周邊固定的靈敏杯狀彈性體，即在陶瓷周邊固定部分應(yīng)形成無(wú)蠕變的剛性結(jié)構(gòu)。在陶瓷膜片的上表面，即瓷杯的底部，傳感器的電路采用厚膜技術(shù)制成。陶瓷蓋下部的圓形凹槽在蓋和膜片之間形成一定的間隙。通過(guò)限制位置，可防止膜片過(guò)載時(shí)因過(guò)度彎曲而破裂，對(duì)傳感器形成抗過(guò)載保護(hù)。