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        澤天傳感濺射薄膜微壓傳感器項目取得研究成果

        發布時間:2018-7-15??????發布人:湖南澤天??????點擊:

        澤天傳感薄膜微壓傳感器項目從立項以來,主要攻克以下幾點關鍵技術,取得了幾項關鍵研究成果,該項目亮點不少,可以說在微小壓力測量傳感器領域獲得了突破性進展,下面具體介紹。

        濺射薄膜微壓傳感器

        1、薄膜微壓傳感器芯體的研制

        ① 合適的薄膜彈性體結構設計和應變版圖設計 薄膜微壓傳感器產品量程小,傳統的彈性體結構設計已不合適,需要設計一種結構以保持膜片的靈敏度,彈性體材料仍選用合金不銹鋼,根據產品外形尺寸要求,彈性體外徑設計為19mm,利用有限元分析確定彈性體設計內徑為15mm時,膜片具有最大的彈性應變,100kPa量程下厚度只需控制在0.1mm,其靈敏度達到0.6mV/V,精度和過載能力也能保證在指標范圍內。為獲取最大應變靈敏度,設計電橋4個電阻位于膜片的最大正、負應變區域,即位于膜片的中心和邊緣,電阻設計為切向分布的扇形,使電阻最大范圍的處于應變最大區。

        ② 激光減薄技術研究  由于機械拋光機對彈性體厚度和表面質量在厚度低于0.1mm以下時,精度難于控制,會造成厚度一致性差、平行度差而影響產品批次一致性、靈敏度和非線性情況,需要在厚度控制上采用激光減薄的技術進行,通過設計合適的工裝、減薄版圖,對膜片不同位置厚度進行精調,從而達到厚度控制和提高精度的目的。

        2、微弱mV級信號的調理電路設計

        考慮到薄膜微壓傳感器產品靈敏度較低,即0.6mV/V,放大到標準的1~5V信號輸出,放大倍數將達到900倍以上,放大精度和信號穩定性會變差,影響產品的抗干擾能力,需要設計一種合適的調理電路對信號進行放大、線性化和溫度補償,以滿足產品指標要求。設計采用兩級信號調理的方法完成,前級采用差分運放器對傳感器的差分微弱信號進行50倍左右的差分放大,再通過專用的傳感器調理芯片對放大后的信號進行線性化、溫補和歸一放大,輸出1~5V的標準信號。電路電源端、輸出端和傳感器信號端均設計了合適濾波電路,保證產品的電磁兼容性。

        通過薄膜微壓傳感器項目的實施,可突破濺射薄膜壓力傳感器在微壓測量領域的瓶頸,使微壓量程的濺射薄膜壓力傳感器產品實現工程生產,使軍用各種微壓測量用途上使用性能優越、耐惡劣環境能力強、質量穩定可靠的濺射薄膜壓力傳感器成為現實。薄膜微壓傳感器項目的亮點:1、弧線型應變版圖設計原理和方法,改進了薄膜壓力傳感器現采用的“工”字型版圖,可提高傳感器靈敏度10%~15%;2、激光減薄技術可用于微壓量程壓力傳感器的生產;3、兩次放大調理的電路設計可解決低輸入差分信號的放大調理問題。

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