高溫大壓力傳感器研究現(xiàn)狀

一般地，當(dāng)壓力范圍在10～100 MPa之間時(shí)，稱之為大壓力，大于100 MPa的壓力為超大壓力。高溫壓力傳感器是指在高于125℃環(huán)境下能正常工作的壓力傳感器[1]。

近年來，PN7294壓力傳感器，隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)械壓力傳感器由于其具有體積小、功耗低、成本低等優(yōu)勢(shì)，而得到了廣泛的應(yīng)用[1，2]。然而，該類傳感器在超過120℃環(huán)境下使用時(shí)，會(huì)由于內(nèi)部PN結(jié)出現(xiàn)漏電而導(dǎo)致傳感器性能急劇下降，進(jìn)而導(dǎo)致失效[3，4，5，6]。因此，如何把MEMS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和現(xiàn)有的技術(shù)相結(jié)合，通過改進(jìn)工藝、選擇新型的耐高溫材料，進(jìn)而克服MEMS傳感器的上述缺點(diǎn)，成為目前國(guó)內(nèi)外研究的重中之重。該研究目前也取得了巨大進(jìn)展，多種類型材料組合形成的新型敏感元件紛紛問世。

壓力傳感器如何抗干擾

低頻磁屏蔽

干擾如為低頻磁場(chǎng)，這時(shí)的電渦流現(xiàn)象不太明顯，只用上述方法抗干擾效果并不太好，因此必須采用采用高導(dǎo)磁材料作屏蔽層，以便把低頻干擾磁感線限制在磁阻很小的磁屏蔽層內(nèi)部。使被保護(hù)電路免受低頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。這種屏蔽方法一般稱為低頻磁屏蔽。壓力傳感器檢測(cè)儀器的鐵皮外殼就起低頻磁屏蔽的作用。若進(jìn)一步將其接地，又同時(shí)起靜電屏蔽和電磁屏蔽的作用。

基于以上三種常用的屏蔽技術(shù)，因此在干擾比較嚴(yán)重的她方，可以采用復(fù)合屏蔽電纜，即外層是低頻磁屏蔽層。內(nèi)層是電磁屏蔽層達(dá)到雙重屏蔽的作用。例如電容式壓力傳感器在實(shí)際測(cè)量時(shí)其寄生電容是必須解決的關(guān)鍵問題，否則其傳輸效率、靈敏度都要變低。必須對(duì)壓力傳感器進(jìn)行靜電屏蔽，而其電極引出線就采用雙層屏蔽技術(shù)，一般稱之為驅(qū)動(dòng)電纜技術(shù)。用這種方法可以有效的克服壓力傳感器在使用過程中的寄生電容。

大多數(shù)壓力傳感器的靜態(tài)特性與環(huán)境溫度有著密切的聯(lián)系。實(shí)際工作中由于傳感器的工作環(huán)境溫度變化較大．又由于溫度變化引起的熱輸出也較大，這將會(huì)帶來較大的測(cè)量誤差；繼而影響到壓力傳感器的靜態(tài)特性，所以設(shè)計(jì)中必須采取措施以減少或消除溫度變化帶來的測(cè)量影響。

壓力傳感器是把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化來進(jìn)行測(cè)量的，通常壓力傳感器輸出的微小信號(hào)需通過后續(xù)的放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路才能進(jìn)行壓力的檢測(cè)。其阻值隨壓力的變化而變化。在傳感器的應(yīng)用中，為使傳感器的技術(shù)指標(biāo)及性能不受溫度變化影響而采取一系列具體技術(shù)措施。稱為溫度補(bǔ)償技術(shù)。一般傳感器都在標(biāo)準(zhǔn)溫度(20±5)℃下標(biāo)定，但其工作環(huán)境溫度也可能由零下幾十?dāng)z氏度升到零上幾十?dāng)z氏度。傳感器由多個(gè)環(huán)節(jié)組成。尤其是金屬材料和半導(dǎo)體材料制成的敏感元件，其靜特性與溫度有著密切的關(guān)系。信號(hào)調(diào)理電路的電阻、電容等元件特性基本不隨溫度變化。所以必須采取有效措施以抵消或減弱溫度變化對(duì)傳感器特性造成的影響。即必須進(jìn)行壓力傳感器的溫度補(bǔ)償。

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