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請問負(fù)壓傳感器設(shè)計(jì)的基本原理
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提問者:網(wǎng)友
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2017-10-16
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俄羅斯微電子傳感器工業(yè)集團(tuán)是以研制和生產(chǎn)微電子壓力傳感器和相關(guān)儀器為主的新技術(shù)企業(yè),主要產(chǎn)品為MIDA系列硅-藍(lán)寶石壓力傳感器。 早在70-80年代, 俄羅斯微電子傳感器工業(yè)集團(tuán)就對應(yīng)變效應(yīng)在異質(zhì)外延半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) --“藍(lán)寶石上的硅”(SOS,Silicon-on-Sapphire)的特性,進(jìn)行了深入的研究,取得了很多科研結(jié)果。利用這些科研結(jié)果和專利技術(shù),生產(chǎn)出了一系列熱工測量儀表。硅-藍(lán)寶石這一測量技術(shù),已在原蘇聯(lián)、法國、美國、德國等國家獲得了專利。 目前,MIDA公司正在研制新的產(chǎn)品,并不斷完善已生產(chǎn)儀表的各項(xiàng)性能,盡全力滿足工業(yè)、能源、運(yùn)輸、市政和其它領(lǐng)域的用戶對測量壓力方面的需求。 工作原理和結(jié)構(gòu)組成: MIDA系列壓力傳感器和變送器,利用應(yīng)變電阻式工作原理,采用硅-藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元件,具有無與倫比的計(jì)量特性。 藍(lán)寶石系由單晶體絕緣體元素組成,不會發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象;藍(lán)寶石比硅要堅(jiān)固,硬度更高,不怕形變;藍(lán)寶石有著非常好的彈性和絕緣特性(1000 OC以內(nèi)),因此,利用硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件,對溫度變化不敏感,即使在高溫條件下,也有著很好的工作特性;藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng);另外,硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件,無p-n漂移,因此,從根本上簡化了制造工藝,提高了重復(fù)性,確保了高成品率。 用硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器,可在最惡劣的工作條件下正常工作,并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價(jià)比高。 表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構(gòu)成:鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路的藍(lán)寶石薄片,被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上(接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅(jiān)固的連接在一起)。在壓力的作用下,鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變,該形變被硅-藍(lán)寶石敏感元件感知后,其電橋輸出會發(fā)生變化,變化的幅度與被測壓力成正比。 傳感器的電路能夠保證應(yīng)變電橋電路的供電,并將應(yīng)變電橋的失衡信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號輸出(0-5,4-20mA或0-5V)。在絕壓壓力傳感器和變送器中,藍(lán)寶石薄片,與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起,起到了彈性元件的作用,將被測壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變,從而達(dá)到壓力測量的目的。
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