微機械壓力傳感器是最早開始研制的微機械產(chǎn)品，也是微機械技術(shù)中最成熟、最早開始產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品。從信號檢測方式來看，微機械壓力傳感器分為壓阻式和電容式兩類。從敏感膜結(jié)構(gòu)來看，有圓形、方形、矩形、E形等多種結(jié)構(gòu)。目前，壓阻式微機械壓力傳感器的精度可達0.05％—O.01％，年穩(wěn)定性達0.1%/FS，溫度誤差為0.0002%，耐壓可達幾百兆鉑，過電壓保護范圍可達傳感器量程的20倍以上，并能進行大范圍下的全溫補償�，F(xiàn)階段微機械壓力傳感器的主要發(fā)展方向有以下幾個方面。
其一是將敏感元件與信號處理、校準(zhǔn)、補償電路及微控制器等進行單片集成，研制智能化的微視械壓力傳感器。其二是進一步提高靈敏度，實現(xiàn)低量程的微機械壓力傳感器。這種微壓傳感器用于脈動風(fēng)壓、流量和密封件泄漏量標(biāo)識等領(lǐng)域。其三是提高工作溫度，研制高低溫微機械壓力傳感器。壓阻式微機械壓力傳感器由于受PN結(jié)耐溫限制，只能用于120度以下的工作溫度，然而在許多領(lǐng)域迫切需要能夠在高低溫下正常工作的微機械壓力傳感器，例如磁量鍋爐、管道、高溫容器內(nèi)的壓力，井下壓力和各種發(fā)動機腔體內(nèi)的壓力。目前對高溫微機械壓力傳感器的研究主要包括合金薄膜濺射微機械壓力傳感器，高溫光纖微機械壓力傳感器，高溫電容式微機械壓力傳感器等。
其四是開發(fā)諧振式微機械壓力傳感器。諧振式微機械壓力傳感器除了具有普通微機械壓力傳感器的優(yōu)點外，還具有準(zhǔn)數(shù)字信號輸出，抗干擾能力強，分辨率和測量精度高的優(yōu)點。硅諧振式微機械壓力傳感器的激勵檢測方式有電磁激放電磁拾振、靜電激勵電容拾振、逆壓電激勵壓電拾振、電熱激勵壓敏電阻拾振和光熱激勵／光信號拾振。其中，電熱激勵／壓敏電阻拾振的諧振式微機械壓力傳感器價格低廉，與工業(yè)IC技術(shù)兼容，可將敏感元件與信號調(diào)理電路集成在一塊芯片上，具有誘人的應(yīng)用前景。這種傳感器的溫度交叉靈敏度較大，為此設(shè)計了一種具有溫度補償功能的復(fù)合諧振式微機械壓力傳感器。諧振器由在同一硅片上制作的微橋諧振器和微懸臂梁諧振器組成，微橋諧振器和微懸劈梁諧振器材料相同，厚度相等或相近，制作工藝完全相同，同時制作，因而兩者對溫度變化可以同步響應(yīng)。通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)，作為溫敏元件的微懸臀粱諧振器的諧振頻率實時補償溫度變化對微橋諧振器諧振頻率的交叉靈敏度。經(jīng)補償?shù)闹C振式微機械壓力傳感器的溫度交叉靈敏度減小了兩個數(shù)量級。光熱激勵光信號拾振的諧振式微機械壓力傳惑器具有抗電磁干擾、防爆等優(yōu)點，是對電熱激勵壓敏電阻拾振的諧振式微機械壓力傳感器的有益補充，但是需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，不易實現(xiàn)，成本較高。
|
當(dāng)前位置：
