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随着微电子技术的不断发展,压力变送器的传感器类型也呈现出多元化的发展。这其中就包括需要复杂MESM技术才能制作而成的单晶硅式压力变送器。单晶硅式压力变送器目前是工业压力变送器中高水准的代表,传感器的芯体一般依赖于进口制造厂商。
单晶硅从广义上来划分其实是一种应变式压力变送器,只是在传统应变式压力变送器的基础上利用MESM技术和硅片技术使其具有更高的测量精度。单晶硅压力变送器的敏感元件是利用晶元切割和离子注入等技术,将P型杂质扩散到能作为弹性元件的N型硅片上,形成极薄的导电P型层,然后在P极和N极上敷铜制作出引线,形成单晶硅应变片。这其中还需要在N型硅基底上光刻一个全动态具有压阻效应的惠斯登电桥。压阻硅片完成后将其封装在一个密闭腔体内的中心轴上,该轴线两边分别布置正腔室和负腔室,当正负腔室压力发生变化时,硅膜片一侧压缩一侧拉伸,使惠斯顿电桥失衡,输出一个与压力相对应的电信号。压力变送器表头中的电子模块利用仪表放大器将传感器的微弱电信号放大,然后送至MCU进行采样计算,最终利用输出电路将压力信号转换成标准的通讯信号。
单晶硅式压力变送器因采用的是微电子加工技术,具有精度高,响应速度快,稳定性好等特点,现逐渐被用于工业用差压变送器上。