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薄膜压力传感器智能化程度的提高办法-利来app官网

2017-11-09

       薄膜压力传感器的工作原理,通过芯片工艺的研究与改进来提高产品的性能,应用集成电路、补偿软件对传感器误差进行有效补偿,从而提高产品的测量精度与数字化、智能化程度。 采用离子束溅射镀膜技术,在弹性元件上制备各种高性能薄膜。通过采用ta2o5/sio2复合绝缘膜,获得了在250v直流电压下大于10000mω的绝缘电阻。

       通过一系列的工艺改进,如选取优质的弹性元件材料、薄膜电阻材料,采用3000(?)~5000(?)厚度的电阻膜,在n2下进行热处理,在薄膜电阻上溅射sio2保护膜和喷涂保护涂层,通过这些改进有效提高了薄膜电阻的稳定性及温度性能。 针对薄膜压力传感器的特性,设计各种性能补偿方法。在薄膜电阻桥内串接电阻的补偿方法最简单有效,通过采用同一芯片上同材质的薄膜电阻进行零点补偿,补偿精度达0.5‰,同时传感器的零点温漂基本上小于0.01%fs/℃。设计xtr106信号调理电路将薄膜压力传感器的低信号转换成为工业标准的二线制4~20ma电流环,同时补偿传感器的非线性到更高精度。 

      为薄膜压力传感器设计的max1452信号调理电路,可以通过软件,经标准的串行数字接口部件,对传感器信号进行补偿,从而简化生产工艺,提高产品的抗干扰性和测量精度。 通过该课题的研究,提高了传感器的绝缘性能、稳定性能和温度性能,补偿后的产品-40~125℃范围内精度达0.1级,能在恶劣环境下长期稳定和可靠地工作。 具体流程是传感器基体先经过不同目数砂纸进行粗抛,再将粗抛后的传感器基体依次经过粒度分别为500nm、250nm的金刚石悬浮抛光液和粒度为50nm的sio2抛光液对传感器基体精抛。第二种方法是:采用tegramin-25精密抛光机抛光。流程是传感器基体先经过不同目数砂盘进行粗抛,再将粗抛后的传感器基体依次经过粒度为3μm、1μm的金刚石抛光液对其精抛。两者相比,后者获得了更平整的基体表面,且抛光效率远高于前者。

      其次,本文对绝缘膜进行了研究,比较了多种用于制备传感器的绝缘膜,结合各种绝缘膜特性以及实验室现有制备条件,选用sio2薄膜作为绝缘膜。采用射频磁控溅射(radio frequency magnetron sputtering,rfms)和等离子增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,pecvd)技术制备绝缘膜,最终,采用pecvd方法成功制备了膜厚为900nm,且绝缘电阻大于500mω的sio2薄膜。接着,结合传感器的技术需求及现有实验室条件,本文选择nicr合金薄膜作为传感器的功能电阻膜。由于传感器量程和功耗等条件的限制,要求功能薄膜厚度在500nm~1μm,电阻阻值在1kω~10kω。因此,为了达到指标,我们对功能电阻膜进行了系统的探索。

      实验结果显示,在n2气氛中热处理时,随着热处理温度的升高,电阻阻值逐渐减小;在真空和空气中热处理时,随着热处理温度的升高,电阻阻值逐渐增加;并且在真空中沉积功能薄膜时,随着抽真空时间增加,电阻阻值不断减小。最终,通过射频磁控溅射方法成功制备了厚度为500nm,阻值为1kω~10kω的nicr功能电阻。

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