薄膜式測壓系統

是一種利用薄膜測量壓力的系統,在工程中有廣泛套用。

基本介紹

  • 中文名:薄膜式測壓系統
  • 外文名:Diaphragmtype pressure measuring system
原理及套用,薄膜壓力感測器,

原理及套用

薄膜片式壓力感測器由於具有很高的靈敏度,常作為壓力平衡檢測器,用於高精度的流體壓力側量。其次,由於膜片分隔了被測試樣(如某種氣體試樣)與平衡流體(測壓系統中傳遞壓力的流體,如氮氣),因此特別適用於需要保持高純度、定容積或有劇毒、強腐蝕性等場合。膜片的位移一般可通過電容或電阻的變化來確定,下圖是其結構示意圖,圖中感測器為電阻式,當膜片中心與電極接通時電阻為最小值,脫開時電阻即為最大值。
由於膜片的力學性質是隨溫度而變的,因此推動壓力是溫度的函式。對精密側量來說,此關係至為重要。另外膜片的變形以及膜片下的容積,直接影響容積測量的精確度,因此必需建立推動壓力、膜片位移與溫度的關係。推動壓力與溫度的關係一般直接通過實驗測定,不過這種熱平衡條件下的多點測量很花時間。現在已發展了若干種基於彈性理論的計算方法,可以估算膜片位移與壓力的關係。
薄膜式測壓系統
結構示意圖

薄膜壓力感測器

薄膜 (厚度在10~l0m)壓力感測器按材料的不同可分為多晶矽.多晶鍺、微晶矽.非晶矽及其合金.金屬薄膜等不同類型;這類感測器實際上就是採用薄膜工藝製成的 薄膜壓阻和電容式壓力感測器。多晶矽/多晶鍺感測器的種類較多.最基本的形式是利用LPCVD工藝,在 Si02襯底上形成一層壓阻電橋薄膜及其輸出引線:有些用於高溫測量場合的感測器用氧化層將多晶矽電阻與SiO2膜片隔離,它可以工作在200℃條件下;啞鈴型感測器已經用於衡器產品中。此外,SOI工藝製造的壓力感測器,變送器也開始商品化。我國許多研究機構都能生產薄膜壓力感測器.變送器,例如中航公司的CYB離子束濺社射系列產品.測量 範圍 0~100MPa,溫度範圍-40~+400℃,精度可達0.1%。

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