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耐高温温湿度变送器原理及技术难点

2016-05-14 23:01:50 深圳市英斯特技有限公司 阅读

温湿度传感器是目前应用最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。信号激励与信号处理由计算机来完成。

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、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,最好的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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