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压力传感器是目前应用为广泛的一种传感器

2021-02-23 18:41 来源：热工实验室 编辑：计量检定员

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压力传感器是目前应用为广泛的一种传感器。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主,利用压电效应,把弹性体的形变转换成对应压力的大小。随着半导体技术和MEMS技术的发展,压力传感器性能得到大幅提高，不仅体积小、质量轻、功耗小，而且精度、稳定性、可靠性更高，这也大大扩展了它的应用市场。
 
高温压力传感器主要是为了解决高温环境下各种气体、液体压力的测量，广泛应用于锅炉、管道、高温反应容器内的压力、井下压力和各种发动机腔体内的压力、高温油品液位与检测、油井测压等领域压力的测量。在这些领域中，传感器都处于高温环境条件下工作，使得传感器的放大电路工作很容易失效，这也是高温压力传感器设计的难点。解决办法就是将传感器件与放大电路相分离，其中传感器件由MEMS工艺来实现,信号激励与信号处理由计算机来完成。
 
计量校准校验现在,研究比较多的高温压力传感器主要有SOS,SOI,SiO2,Poly2Si等半导体传感器,还有溅射合金薄膜高温压力传感器、高温光纤压力传感器和高温电容式压力传感器等。与传统的压阻式压力传感器相比，半导体电容式压力传感器具有灵敏度高、温度稳定性好、功耗小等优点,而且它只对压力敏感,对应力不敏感,所以,电容式压力传感器在许多领域得到广泛应用。下面介绍一下电容式高温压力传感器制作工艺。
 
硅电容式压力传感器的感应元件是半导体薄膜,它主要由单晶硅和多晶硅制作而成。典型的电容式传感器结构由上下电极、计量校准校验绝缘体和衬底所组成。当薄膜受压力作用时,它会发生形变,这就导致上下电极之间的距离紧跟着发生变化,从而使电容发生变化。但电容的变化与上下电极之间的距离呈非线性关系。
 
所以,要用补偿电路对其进行补偿。由于高温条件对补偿电路的影响很大，所以应当避免补偿电路在高温环境下工作，解决办法就是把传感器件与放大电路分离,通过模型识别来得到所测环境的压力。
 
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