濺射薄膜壓力變送器的工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域

在現(xiàn)代工業(yè)和科技應(yīng)用中，壓力變送器是不可或缺的關(guān)鍵元件之一。而在特定環(huán)境下，如受到高強(qiáng)度震動(dòng)沖擊、高溫高壓等極端條件的影響時(shí)，濺射薄膜壓力變送器就顯得尤為重要。濺射薄膜技術(shù)是一種先進(jìn)的制造工藝，它為壓力變送器的性能和可靠性提供了關(guān)鍵保障。本文將深入介紹濺射薄膜壓力變送器的工作原理、制造工藝以及在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。通過了解這一先進(jìn)技術(shù)的原理和特點(diǎn)，我們將更好地理解其在工程實(shí)踐中的實(shí)際應(yīng)用，為解決復(fù)雜環(huán)境下的壓力測(cè)量問題提供有力支持。

01產(chǎn)品介紹

CYB4300系列壓力變送器是一種棒狀小外形壓力變送器。采用高可靠金屬濺射薄膜芯體作為敏感核心，經(jīng)過溫度補(bǔ)償、數(shù)字電路修正和信號(hào)調(diào)理，輸出標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)應(yīng)用和組網(wǎng)信號(hào)。介質(zhì)測(cè)量部分為17-4PH彈性不銹鋼，具有良好的耐介質(zhì)性能。

CYB4300系列壓力變送器經(jīng)過精心設(shè)計(jì)、元器件篩選、工藝驗(yàn)證固化、循環(huán)加載去應(yīng)力、老煉、環(huán)境模擬測(cè)試等過程，保障每只產(chǎn)品穩(wěn)定可靠。

02基本特性

濺射薄膜壓力傳感器特點(diǎn)

濺射薄膜壓力傳感器是近二十余年來薄膜技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)綜合而發(fā)展起來的高穩(wěn)定品種。它的壓力敏感芯體是利用離子束濺射成膜設(shè)備在高強(qiáng)度耐蝕不銹鋼沉淀絕緣及敏感薄膜，取代傳統(tǒng)粘貼式有機(jī)化合基底及金屬敏感柵，然后濺射保護(hù)膜保護(hù)敏感膜而形成的。其次薄膜壓力傳感器是通過激光焊接或等離子焊接的辦法將敏感芯體和不銹鋼壓力接嘴焊接成一個(gè)整體，因此濺射薄膜壓力傳感器具有以下特點(diǎn)：

1.長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、工作溫度寬、精度高、重復(fù)性好。

2.耐高強(qiáng)度震動(dòng)和沖擊、不泄漏、耐腐蝕。

3.溫度特性好。

4.測(cè)量真實(shí)、頻響高。

工作原理

圖1 薄膜壓力傳感器的功能示意圖

圖2 合金薄膜壓力傳感器膜層結(jié)構(gòu)

圖3 芯片感測(cè)原理圖

薄膜壓力傳感器的主要組成部分：基體、轉(zhuǎn)換元件以及信號(hào)調(diào)理電路等，如圖1 所示。

合金薄膜壓力傳感器一般采用濺射、蒸鍍等方法把合金沉積在彈性基體上，具體膜層結(jié)構(gòu)如圖2 所示。薄膜電阻層通過感受彈性元件的應(yīng)變而產(chǎn)生相應(yīng)電阻變化，通過信號(hào)調(diào)理電路輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)，從而完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換。

在敏感電阻和彈性體之間采用薄膜工藝淀積了絕緣介質(zhì)薄膜用于隔離。金屬?gòu)椥泽w上的典型薄膜結(jié)構(gòu)分為四層，其中最底層是絕緣膜，上層依次為淀積電阻膜，和為確保惠斯頓電橋橋臂電阻穩(wěn)定可靠的引線電極金膜和鈍化保護(hù)膜，如圖3a所示。圖3b所示為應(yīng)變電阻組成的惠斯頓電橋。濺射薄膜式壓力傳感器的工作原理為：當(dāng)被測(cè)介質(zhì)壓力（P1）作用于彈性不銹鋼膜片一側(cè)時(shí)，彈性膜片受到壓力作用產(chǎn)生變形，位于另一面的惠斯頓電橋橋臂電阻薄膜的幾何尺寸發(fā)生相應(yīng)的變形，阻值隨之相應(yīng)改變，電橋因阻值改變而產(chǎn)生與壓力成線性比例的輸出信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)放大調(diào)節(jié)等處理，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

03應(yīng)用領(lǐng)域

冶金

化工

燃?xì)夤芫W(wǎng)

石油管道

煤炭

航運(yùn)航天

煉油

自動(dòng)控制

審核編輯：湯梓紅