无介质硅压阻式压力∕压差传感器的研制

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1、2015年8月宇航计测技术Aug.,2015第35卷第4期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.35,No.4試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2015)04-0027-07中图分类号:TP212.9文献标识码:A无介质硅压阻式压力/压差传感器的研制王臻李文璋王彦奎朱廷伟刘书选(北京精密机电控制设备研究所,北京100076)摘要目前,硅压阻式压力/压差传感器在伺服系统上

2、得到广泛的应用。但是由于其内部压力敏感芯体的封装结构为薄膜隔离式,其内部硅油的密封性是伺服系统配套传感器长期带压贮存的软肋。根据伺服系统对压力/压差传感器的需求,研制了几种无介质压阻式压力/压差传感器,其内部避免了硅油介质传递压力,保证了传感器的可靠性。通过传感器原理结构的研究,以及其性能指标的测试和对比,为伺服系统配套传感器提供了新的选择。关键词无介质硅压阻式压力/压差传感器ResearchofSiliconPiezoresistivePressure/DifferentialPressureSensorWit

3、houtMediumWANGZhenLIWen-zhangWANGYan-kuiZHUTing-weiLIUShu-xuan(BeijingResearchInstituteofPreciseMechanicalandElectronicControlEquipment,Beijing100076)AbstractAtpresent,siliconpiezoresistivepressure/differentialpressuresensoriswidelyusedinservosystem.Butbecaus

4、ethepackagestructureofsensorinternalpressuresensitivecoreisthin-filmiso-lated,thetightnessofsiliconeoilistheweaknessofservosystemwithsensorforlong-termpressure-bear-ingstorage.Accordingtotherequirementoftheservosystemofpressure/differentialpressuresensor,seve

5、ralpiezoresistivepressure/differentialpressuresensorswithoutmediumaredeveloped,interiorofsen-sorthesiliconeoilmediumtotransferthepressureisavoid,andthereliabilityofsensorisensured.Throughresearchofsensorstructure,anditsperformancetestandcontrast,anewchoosefor

6、servosystemwithsensorisprovided.KeywordsWithout-mediumSiliconpiezoresisitivePressure/DifferentialPressureSensor1引言的硅油需要通过薄膜与被测介质进行隔离,而硅油的密封性需要多个工艺环节来保证。由于传感器在伺目前,硅压阻式压力/压差传感器在伺服系统上服系统中也是液压油路密封的一部分,硅油密封失效得到广泛的应用。其内部使用的压力敏感芯体的封不仅引起传感器失效,还会污染液压油,严重的会引装结构为薄膜隔离式,即

7、敏感芯片内部用于传递压力起液压油的渗漏。因此,敏感芯体的硅油密封性成为收稿日期:2014-07-03,修回日期:2014-08-05作者简介:王臻(1983-),女,硕士,工程师,主要研究方向:电子测量技术。·28·宇航计测技术2015年伺服系统配套传感器长期带压贮存的软肋。内的硅油越来越少。膜片失去了内部硅油的支撑,无介质压阻式压力传感器是压力敏感芯体直接在压力的作用下产生塑性变形,并逐渐向内部凹陷,感受外部压力,通过压阻效应将压力值转化为电压最终贴靠在芯片表面上,在反复充放压的工况下还输出,而无须通过任何介质

8、来传递压力,从而提高了会出现膜片撕裂的情况,最终导致传感器故障。硅传感器长期耐压的可靠性。本文将研制几种无介质油密封失效不仅引起传感器失效,还会污染液压油,压阻式压差传感器,通过传感器原理结构的研究,以严重时会引起液压油的渗漏。为了解决该问题,需及其性能指标的测试和对比,为伺服系统配套传感要研制无介质压阻式压力/压差传感器来提高伺服器提供新的选择,从而提高伺服系统的可靠性