压力传感器范文1
1、压阻式压力传感器：电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。
2、蓝宝石压力传感器：利用应变电阻式工作原理，采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无与伦比的计量特性。因此，利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性;蓝宝石的抗辐射特性极强;另外，硅-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n漂移。
3、压电式压力传感器：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。
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压力传感器范文2
【关键词】微机械 谐振 压力传感器 谐振器 激励 检测
硅微机械谐振压力传感器是现阶段航空航天领域及这工业控制领域等主要应用的压力传感器，主要对物体压力间接性检测，得出精确检测数据，特别适合远距离传输应用，信息采集与处理更加便捷。硅微机械谐振压力传感器在运行过程中处于机械谐振状态，所以抗干扰性能较高，精确度较高。与此同时，与传统压力传感器相比较，设备体积更小、冲击力吸收效果更好等优势。
1 硅微机械谐振压力传感器工作原理
按照硅微机械谐振压力传感器芯体结构的差异，可以将硅微机械谐振压力传感器分别两种，分别为谐振器复合结构与谐振器复合结构。就谐振器复合结构来说，谐振器主要安装在压力敏感膜片表面，同时需要对压力环境进行密封处理。压力在发生变化之后，压力敏感膜片就会产生变化，谐振器刚度就会发生变化，压力测量上主要利用谐振器频率变化；就谐振器复合结构来说，压力在发生变化情况下，振动膜形状的改变之后，对固有频率变化进行了解之后，能够起到对压力检测的目的。
在对硅微机械谐振压力传感器分析研究过程中，都是在上世纪80年代开始研究，振动膜结构与谐振器结构在制作上十分简单，由于受到同振质量的影响，振动膜结构在压力检测过程中，需要受到自身结构稳定性影响。伴随着MEMS技术逐渐完善，硅微机械谐振压力传感器已经成为压力传感器研究的主要内容，同时发达国家在对硅微机械谐振压力传感器研究上已经取得了十分显著成果，同时广泛应用。
2 压力敏感膜片与谐振器复合结构
2.1 静电激烈与电容检测方式
英国研究人员在对硅微机械谐振压力传感器研究过程中，在上世纪80年代就已经研究出了第一台硅微机械谐振压力传感器原型，同时压力敏感薄片在制作上已经应用浓硼进行雕刻，通过静电激烈与电容检测方式。
研究人员在对硅微机械谐振压力传感器原型样件分析研究之后，推出了一种全新气压计，通过玻璃浆料进行连接，应用玻璃管将谐振器处于真空状态。在1995年该型号压力传感器正在大批量生产，同时谐振器结构进一步完善。压力敏感膜片形状在发生改变之后，谐振器极了与电容器之间的间隙发生显著变化，这样造成闭环控制难度显著提高。同时由于谐振器与压力敏感膜片之间呈现垂直结构，这样造成压力敏感期与外部环境在发生耦合变化之后，传感器检测精确度就会受到显著影响。
2.2 静电激烈与压阻检测方式
静电激烈与压阻检测方式在硅微机械谐振压力传感器上应用，是由美国研究人员提出，在压力传感器表面上具有温度传感器，同时谐振器属于双端固梁结构。研究人员在不断分析研究之后，开始逐渐在各种新型表面加工工艺在静电激烈与压阻检测方式上。硅微机械谐振压力传感器不同结构之间呈现垂直结构，这样就造成谐振器与压力敏感期频率较低，二者之间耦合程度显著降低。在这种情况下，传感器精确度会受到振动器的影响。
3 硅微机械谐振压力传感器技术发展趋势
3.1 提高硅微机械谐振压力传感器精确度
硅微机械谐振压力传感器芯体结构相对而言较为简单，但是硅微机械谐振压力传感器振动膜在运行过程中，并不会受到待测压力影响，同时硅微机械谐振压力传感器振动精确度还需要进一步影响。硅微机械谐振压力传感器要是为谐振器复合结构，这样造成芯体结构十分繁琐，谐振器处于密封状态下振动稳定性显著提高，已经成为研究人员的主要研究趋势。谐振器与压力敏感膜片在呈现垂直结构之后，振动器与压力敏感膜片之g的频率显著下降，同时能量耦合降低；谐振器与压力敏感膜片在曾线水平结构之后，振动器与压力敏感膜片之间的频率显著提高，同时耦合能量增加。
3.2 降低能耗，简化结构
静电激烈与电容检测方式、静电激烈与压阻检测方式在实际运行过程中，所需要的能耗较高，同时还需要与电路集成，芯体结构十分繁琐，这就需要不断降低静电激烈与电容检测方式、静电激烈与压阻检测方式能耗数量，对芯体结构进一步简化，有效提高检测便捷性，但是需要受到外部磁场的显著。电热激烈与压阻检测方式所具有的芯体结构相对而言较为简单，检测工作容易受到外部环境的影响，能耗较高，温度对检测精确度造册很难过严重影响。
3.3 完善加工及检测手段
MEMS技术在不断完善过程中，需要对加工及检测手段进一步完善，这样能够有效减低硅微机械谐振压力传感器技术难度，对硅微机械谐振压力传感器产品推出具有重要意义。硅微机械谐振压力传感器芯体结构与生产工艺还需要进一步完善，除了传统真空封装硅微机械谐振压力传感器产品之外，对压力传感器制作工艺需要进一步完善创新，逐渐推动硅微机械谐振压力传感器技术向常压封装方向发展。
4 结论
硅微机械谐振压力传感器技术经过30多年发展历程，硅微机械谐振压力传感器取得了十分显著研究成果，同时有关技术所推出的产品在航空航天及工业制造等领域广泛应用，现阶段硅微机械谐振压力传感器主要应用谐振器复合结构与压力敏感膜片。不同类别硅微机械谐振压力传感器产品检测对象不同，但是还需要进一步完善，逐渐对硅微机械谐振压力传感器技术进行推广。
参考文献
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作者单位
压力传感器范文3
[关键词]水位；压力传感器；检测电路
中图分类号：TP212.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0105-01
1 暖通设备热水机控制的技术背景
在现有的空调热水机上，通常利用水中电解质导电和浮子来做水位传感器，因此存在着水位档位不多，水位检测不准，水中杂质和水垢对导电性能存在危害等多方面的缺陷。
针对上述问题本设计采用MPX10DP压力传感器，利用水的压力和高度之间的关系h=Pa/gρ来检测水的高度，此方案具有良好的绝缘性能，及信号的连续性，可以解决上面存在的问题。
本文针对压力传感器检测电路的电路原理，各器件的参数计算选择，相关技术要求和实际使用中的有关问题进行了阐述。
2 电路原理及实现方案
2.1 基本概念
压力传感器是一种将压力转换成电流/电压的器件，可用于测量压力、位移等物理量。压力传感器的种类很多，其中硅半导体传感器因其体积小、重量轻、成本低、性能好、易集成等优点得到广泛的应用。硅压阻式传感器属于其中的一种，它是在硅片上用扩散或离子注入法形成四个阻值相等的电阻条，并将它们接成一个惠斯登电桥。当没有外加压力时，电桥处于平衡状态，电桥输出为零，当有外加压力时，电桥失去平衡而产生输出电压，该电压大小与压力有关，通过检测电压，即可得到相应的压力值，但这种传感器由于四个桥臂电阻不完全匹配而引起测量误差，零点偏移较大，不易调整。
Motorola公司生产的X型硅压力传感器则可以克服上述缺点，Motorola技术采用单个X型电阻元件，而不是电桥结构，其压敏电阻元件呈X型，因而称为X型压力传感器。该X型电阻其模拟输出电压正比于输入的压力值和电源偏置电压，具有极好的线性度，且灵敏度高，长期重复性好。
此系列中的MPX10DP作为压力传感器，可以很好地满足水箱水位检测要求。
它具有如下特点：（+VS = 3.0 Vdc， TA = 25°C条件下）
①零压力偏压典型值为20mv。
②传感器灵敏度较高，为3.5mV/KPa；注意此参数仅在+VS = 3.0 Vdc， 条件下适用。
③压力范围max10KPa，通过公式（h=Pa/ρg）计算约1.02米的水柱高度，在此范围内线性好。
④最大承受压力范围75KPa，约76.5米高的水柱；爆破压力为100KPa，约102米高的水柱。
⑤温度性能好。在-40°C--+85°C范围内有较好的线性。
2.2 实现方案
采用MPX10DP作为压力传感器，LM358作为两级放大，把弱信号经过放大约100倍，转换成能被0-5V的范围内，再经过MCU的AD口读出电压值，MUC通常可以选用10位的AD，或根据实际的精度需求来选择，本例的选择8位AD读数，精确度可以达到3mm的水柱，最大量程为5.0V，零压力条件下偏压为1.0V，最大水位量程为1米。
另外需要一个温度传感器来检测水位，补偿由于温漂而引起检测与实际的偏差。温度漂移主要来自LM358和MPX10DP两个方面。
2.3 原理图分析（见图1）
2.4 +VS的选择方法
MPX10DP的+VS采用+5V通过R16和传感器分压提供，+VS大约为5*R16*（Rin+R16）=5*450/600V大约为3.75V的电压，对于不同的压力传感器+VS可能有一定的偏差，主要由于压力传感器本身的电阻值不一样（Rin范围为400-550欧）引起的。调节R16可以调节+VS，+VS的高低将直接影响到输出电压的范围及偏压的大小。
2.4.1 偏压平衡电路：
此电路由R7，R6，R10，C8，R12组成R7，R6，R10，把5V的电压分压到2.0V左右，因为压力传感器可以工作在负压力的条件下，偏压过低将使放大的信号减少，降低了灵敏度。过高可能导致最大量程高于5V。R12的引入将导致降低放大的性能，所以通常R12的选择为R11//R9的100-1000倍以上可认为是安全的。所以图中选择为1M。R7，R6，R10的阻值不能过大，否则分压将受放大电路的电阻影响。
2.4.2 前级放大倍数A2
前级采用差摸放大，可以抑制共模信号。放大倍数为A2=R11/R9+1=20.6倍，实际可能由于R12的存在及LM358输入电阻的影响会降低A2的值。本例为19.58。其中C7起相位补偿作用，防止深反馈导致自激现象。
2.4.3 后级放大倍数A1
后级采用负反馈放大倍数A1=R14/R15+1=4.91倍，本例实际为4.988。注意此时LM358的电压必须大于9V，否则会出现在电源为5.0V的条件下放大值最大为3.7V，5脚和6脚的电压将不再相等。本案例采用12V的电压。
2.4.4 钳位电路
由于输出电压可能超过MCU的电压，所以必须加D1钳位二极管。从测试的结果也可以看出来。
2.4.5温度检测电路
为了更好的进行检测水位，必须进行温度补偿，此电路有J2和R1组成。
3 计算公式
在理想状态下：VO = Voff + sensitivity x P=δ+kH （P=ρgh）
测试数据如表1：
4 注意事项
4.1：必须确保P1〉P2，否则输出负电压。
4.2：压力传感器必须和水隔离，因为水里的沉淀会影响压力传感器的灵敏度。
压力传感器范文4
在压力场的测量及许多航空航天测量中，在空气动力学研究的风洞测量中，在流体力学缩模试验中，常常要求极小的传感器外形尺寸以求得对流场的极小扰动或影响。这种应用要求中的传感器还常常伴随有动态频响的要求，因而排除了扫描阀式测量及导管、细管引出式测量的可能性。开发这样的传感器就要求，一是有小直径尺寸的超微型压力敏感芯片的设计与制作，二是采用微封装技术实现特别要求的小尺寸外形及安装方便性。
在近代微型传感器通常指最大径向尺寸小于10mm的传感器，超微型传感器则指最大径向尺寸小于2.5mm的微传感器，在市售产品中绝大多数都是采用MEMS硅压阻压力传感器技术制作的。最充分利用外径尺寸的传感器微封装为圆柱形，即俗称探针型微传感器，也称压力探针，与之最合理相配的压力敏感芯片则应是外廓正方形，压力敏感膜片正方形；或外廓圆形，压力敏感膜片圆形。
标准的硅体微机械加工方法制造的外方内方的压力敏感芯片，当尺寸为2mmx2mm或1.5mmx1.5mm之间时，适合用作外形典型尺寸为3mm左右的微型压力传感器，而欲制作外形典型尺寸为<52mm左右或更小的超微型压力传感器时，则要采用特殊的设计与工艺来获取超微型压力敏感芯片。
1超微型压力敏感芯片的设计
适用于外径2mm左右的超微型压力传感器的压力敏感芯片的设计有2种，一种是1mmxlmm外尺寸的外方内方芯片，一种是外径?1.5mm外圆内圆芯片。
典型的MEMS微制造是怎样限制了芯片尺寸的进一步缩小，见图1,当用各向异性湿法腐蚀制作压力薄膜时，腐蚀腔四壁（111)面因晶向的各向异性原因，形成与（100)面间54.74°的夹角，从而当压力敏感区四周边固支的方形压力平膜形成时，在周边固支处出现的斜支区域既不能布置压力敏感电阻，又不能作为外引线引出压焊垫块，它们成了多余的浪费，也成了缩小芯片尺寸设计的最大障碍，当腐蚀深度为300pm时，这斜支区的宽度可达212芯片的径向尺度无谓地被加大了0.424mm.这对超微型芯片的获得是不能容忍的。
采用下面的设计可以解决该问题。以各向异性腐蚀为辅，以桂/硅键合为主形成四周固支的方平膜力敏结构，见图2，在下硅片上各向异性浅腐蚀以确定膜片形状和尺寸及双面光刻对准标志见图2(a)将上硅片与下硅片硅/硅键合见图2(b),减薄并抛光形成周边固支平膜力敏结构见图2(c),在双面光刻对准下，在硅膜上制作压阻式敏感全桥见图2(d),用蒸发或溅射工艺制作金属互连及引线见图2(e),若键合是在真空下进行的，则划分后就成为外方内方的超小型绝压芯片。1mmxlmm的这种芯片巳制作出来，在大量应用中，其敏感膜区尺寸为0.6mmx0.6mm.0.8mmxO.8mm的这种芯片正在制作中。若需要表压式芯片，硅/硅键合可在空气中进行，然后金属互连后，用RIE法在硅片背面刻穿一小孔即成见图2。
敏感全桥的设计均可按（100)面上的方形平膜标准设计査表或CAD法进行，值得提出的是，从热学平衡与可靠性角度考虑，电阻条淡硼掺杂区的宽度不宜小于6pm,不能从片面追求平均应力来减小这个设计参数。
外径1.5mm、敏感薄膜为同心圆<P0.9mm的外圆内圆微型芯片传统的方法是采用各向同性腐蚀制成，但需要采用厚度小于150(xm的1寸半小硅圆超薄双抛片投片，并严格控制HN03-HF腐蚀液的比例与温度以控制减小侧向腐蚀，工艺掌握要求苛刻。现代的方法是采用干法深刻蚀技术形成，但深度刻蚀下如何保证最终15jim左右的薄膜厚度控制以及昂贵的刻蚀加工成本是这一工艺方法很少有人问津的原因。
2微封装设计与实施
通常采用薄壁不镑钢毛细管作为微型传感器的外壳封装材料，设计中采用了外径为?(2±0.1)mm的毛细管，壁厚为0.15mm,采用特制的微型花键管作为内引线转接器实现金丝内引线与特制超细电缆的连接，焊接采用进口的应变计专用微型双用焊机实施，该焊机可微型点焊和微型铅焊。
超微型封装中的另外一个问题是测压端和参考腔间的密封,机械手段不可能采用，胶封是常用的方法，要特别注意的是材料的亲合力，及与绝缘的兼容性，与无应力封装的兼容性。
最终实现的超微型传感器CYG502的微封装是外径为02.1mm,长度为18mm,探针型结构，微型引出电缆为01.7mm,表压参考压力引出毛细管00.3mm，绝压无毛细管，如图3所示。
试和使用中的连接和密封，在量程更大时，可采用硅橡胶0型圈侧挤密封联接法。
3结束语
开发的微型和超微型压力传感器巳成功用于空气动力学试验及生物医学，科学测试及研究中，制成的绝压和表压传感器的最低量程为100kPa,最大量程为绝压5MPa，动态频响优于100kHz.
压力传感器范文5
关键词：MEMS；单岛膜结构；数学模型；轮胎压力
前言
汽车在高速行驶过程中，轮胎故障是驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发通事故发生的重要原因。根据美国汽车工程师学会的调查，在美国每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的，另外，每年75％的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，在中国高速公路上发生的交通事故有70％是由于爆胎引起的，而在美国这一比例则高达80％。怎样保持车胎气压在工作条件苛刻恶劣环境中，能行驶正常并及时发现车胎漏气，是汽车防止爆胎和能否安全行驶的关键。因此，行进中的胎压检测就显得尤为重要。
汽车轮胎压力传感器IC芯片的目标产品为MEMS技术和集成电路技术相结合的车载轮胎压力监视系统TPMS(Tire RressureMonitoring System)。目前直接轮胎压力监测系统包括4个或5个(取决于备胎是否装备传感器)轮胎模块和一个中央接收器模块。在德国宝马的Z8，法国雪铁龙的C5，英国阿斯顿・马汀的超级跑车Vanquish，林肯大陆，旁蒂克的旗舰Bonneville SE，梅赛德斯一奔驰S级轿车等新车介绍中，也将TPMS系统配装于车中，另外，2002年夏天上市的克莱斯勒与道奇(Dodge)迷你箱型车以及Chrysler300M与Concorde Limited客车也装有TPMS系统。而国内多数汽车厂家目前正在进行实验性研究。
本文是基于国家创新基金项目实施工作要求，重点描述运用MEMS微机械加工工艺技术设计、加工、生产胎压传感器IC芯片，即通过微机械加工工艺制作出低成本各参数指标和使用性能可与国外同类产品竞争的胎压传感器IC芯片，为国内诸多TPMS厂商配套，逐步已优越的性价比为国际厂商提供芯片。
结构原理
芯片设计采用了单岛膜结构，下图为产品的单岛膜结构(又称为E型硅杯结构)的剖视和底视示意图。相当于一个周边固支的平膜片结构(俗称C型结构)的膜片中心有一个厚硬心岛。通过计算和实验，芯片的抗过载和抗振动能力，同时也扩大并提高量程品种及延长使用寿命，E型硅杯原理结构如图1。
②均匀和高合格率的减薄工艺；
③高准确度高均匀的掺杂一致性及细长电阻条一致性控制以确保传感器的低温度漂移；
④内应力匹配消除技术以确保传感器的时间稳定性；
⑤相应的抗电磁干扰设计；
⑥封装设计与工艺中的抗高振动及离心加速度措施；
工艺流程示意图见图4。
指标测试
本项目产品是依据汽车胎压国际标准，结合国内用户提出的产品使用要求，按照电子标准化所和北京市技术监督局审订的相关产品标准，通过航天部304所型式实验检测后，各项性能指标：均符合设计使用指标要求。
应用拓展与延伸
结合MEMS工艺特点，兼顾传感器后封装生产工艺设备的通用，在芯片结构设计上，考虑到满足不同产品的对芯片的结构、参数要求，按照芯片尺寸与工艺版图的最低要求和分类原则，结构设计分为三种芯片类型，大大减少了芯片品种，扩大了芯片的应用领域。
结语
压力传感器范文6
速腾1.4t机油压力传感器的位置在发动机右侧，水温传感器旁边。
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。
（来源：文章屋网 ）
