我国压力传感器行业的现状
企业技术研发投入普遍不足,由于我国压力传感器产业内的企业几乎全部是中、小型企业;人力、财力方面都不能支持足够的、长期的技术创新投入。因此,在产品研发投入上略显不足。目前,从压力传感器产业范围来看,平均产品研发投入占销售额的10%,而我国仅占3%。由此带来的影响就是产品的可靠性较差;对基础技术和制造工艺的研究不够,一些影响可靠性的关键技术,如精密加工技术、密封技术、焊接技术等至今还没有得到很好了解,这是导致产品,特别是产品的性能不够稳定和可靠的主要原因。现有国内产品的可靠性指标与国外产品相比,大致要相差1-2个数量级。
应变式压力传感器:
应变式压力传感器主要是利用弹元件(弹性体)和应变计(电阻应变片)将被测压力转换为相应电阻值变化的压力传感器。
在了解应变式压力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D 转换和CPU )显示或执行机构。
高温大压力传感器研究现状
一般地,当压力范围在10~100 MPa之间时,称之为大压力,大于100 MPa的压力为超大压力。高温压力传感器是指在高于125℃环境下能正常工作的压力传感器[1]。
近年来,随着MEMS技术的发展,微机械压力传感器由于其具有体积小、功耗低、成本低等优势,而得到了广泛的应用[1,2]。然而,该类传感器在超过120℃环境下使用时,会由于内部PN结出现漏电而导致传感器性能急剧下降,进而导致失效[3,4,5,6]。因此,如何把MEMS技术的优势和现有的技术相结合,通过改进工艺、选择新型的耐高温材料,进而克服MEMS传感器的上述缺点,成为目前国内外研究的重中之重。该研究目前也取得了巨大进展,多种类型材料组合形成的新型敏感元件纷纷问世。