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压力传感器的过载保护方法的设计-利来app官网

2017-09-22

      压力传感器有很多形式,每种结构形式的过载保护设计方法也是各不相同的,众多方法都有各自的优点和缺点,采用mems技术的小量程、高灵敏压力传感器通常有平膜、岛膜、梁膜等结构,在设计过载保护时,一般采用凸台等方法实现,形成方法有背部刻蚀技术、硅直接键合技术、玻璃刻蚀技术等。

       然而这些结构一般都有一个很大的局限性就是腔体尺寸较大,进一步提高灵敏度受到限制,而且降低了硅片利用率,增加了制造工艺的复杂度,提高了生产成本。目前小量程、高灵敏压力传感器的研究热点集中在牺牲层结构压力传感器,这主要是因为牺牲层结构压力传感器弹性膜片很薄,厚度可做到2μm,甚至更薄。在这样薄的结构上,如果采用扩散硅或多晶硅薄膜作为牺牲层结构压力传感器的应变电阻,其厚度相对较大,对弹性膜片应力分布影响很大,不利于牺牲层结构压力传感器的性能优化,因此采用多晶硅纳米薄膜制作应变电阻更能发挥牺牲层技术的优点。

    过载保护是每种传感器都要考虑的,因为在使用过程中可能会出现测量值大于量程的情况,只有设计了过载保护的传感器才能更好的使用,也才能使用得更久。具体每种传感器的过载保护是如何设计的,过载范围是多少都是不同的,所以不管是买哪种传感器一定要了解它的过载保护是多少,这样才能更好的方便使用,在未来使用过程中也不会出现由于过载烧坏电路的情况。压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

      压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。

      压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量

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