Augstas temperatūras sensora nozīme

Pēdējos gados manas valsts sensoru tehnoloģija strauji attīstās, un tās lietojumprogrammas lauki arī paplašinās. Kā visnobriedušākais mūsdienu mērīšanas tehnoloģijas veids, spiediena sensoru jomā pastāvīgi parādās jaunas tehnoloģijas, jauni materiāli un jauni procesi.

Spiediena sensors ir ierīce, ko izmanto, lai noteiktu spiediena signālus un pārveidotu tos elektriskos signālos saskaņā ar noteiktiem noteikumiem. To plaši izmanto dažādos ražošanas, rūpnieciskos un kosmosa laukos. Ar pielietojuma lauku sadalījumu spiediena mērīšana augstā temperatūrā un skarbā vidē, piemēram, augstas temperatūras eļļas akas un dažādas motora dobumi kļūst arvien svarīgāki, savukārt parastajiem spiediena sensoriem izmantotie materiāli, kas tiek izmantoti parastajos spiediena sensoros, pārsniedz noteiktu temperatūru (piemēram, darba temperatūrā. ° C) neizdosies, izraisot spiediena mērīšanas kļūmi. Tāpēc augstas temperatūras spiediena sensors kļūst par ļoti svarīgu pētījumu virzienu.

Augstas temperatūras spiediena sensoru klasifikācija

Saskaņā ar dažādiem izmantotajiem materiāliem, augstas temperatūras spiediena sensorus var iedalīt polisilicon (poli-Si) augstas temperatūras spiediena sensoros, SiC augstas temperatūras spiediena sensoros, SOI (silīcijs uz izolatora) ar augstu temperatūras spiediena sensoriem, SOS (silikons SAPPHIRE) Silikons-SPIPIRE Sensori, optiski šķiedra, optiskā temperatūra sensors un citi veidi. un SOI augstas temperatūras spiediena sensoru izredzes ir ļoti ideālas. Šis galvenokārt ievieš SOI augstas temperatūras spiediena sensoru.

SOI augstas temperatūras spiediena sensors

SOI augstas temperatūras spiediena sensoru attīstība galvenokārt balstās uz SOI materiālu pieaugumu. silīcijs un uzlabo ierīces uzticamību. Turklāt, ņemot vērā SOI ierīces slāņa augstas temperatūras īpašības, tas kļūst par ideālu materiālu augstas temperatūras spiediena sensoru sagatavošanai.

Pašlaik SOI augstas temperatūras spiediena sensori ir veiksmīgi attīstīti ārzemēs, un darba temperatūra ir -55 ~ 480 ° C; -55 ~ 500 ° C SOI augstas temperatūras spiediena sensors, ko izstrādājis Goodrich Advanced Sensor Technology Center Amerikas Savienotajās Valstīs; SOI augstas temperatūras spiediena sensors, ko izstrādājis Francijas Leti institūts, arī darba temperatūra ir vairāk nekā 400 ° Comestic pētījumu iestādes, aktīvi veic pētījumus par SOI augstas temperatūras spiediena sensoriem, piemēram, Xi'an Jiaotong University, Tianjin University un Peke University. Turklāt Fatri Future Advanced Technology Research Institute of Fatri veic arī saistītu pētījumu darbu, un pašreizējais projekts ir iestājies demonstrācijas posmā.

SOI augstas temperatūras spiediena sensora darba princips

Principā SOI augstās temperatūras spiediena sensors galvenokārt izmanto viena kristāla silīcija pjezoresistīvo efektu veidot Wheatstone tiltu, kā parādīts 2. attēlā (a); Spiediena dobums tiek iegravēts uz SOI substrāta slāņa, lai veidotu spiedienu jutīgu struktūru.

2. attēls (a) Wheatstone tilts

Kad spiediena jutīgā struktūra tiek pakļauta gaisa spiedienam, mainās pjezorezistora pretestība, kas savukārt izraisa izejas sprieguma vout maiņu, un spiediena vērtību mēra, sakarojot starp izejas sprieguma vērtību un pjezoresistora pretestības vērtību.

SOI augstas temperatūras spiediena sensora ražošanas process

SOI augstas temperatūras spiediena sensora sagatavošanas process ietver vairākus MEMS procesus. Šeit īsumā tiek ieviesti daži galvenie soļi, lai izprastu sensora procesu, galvenokārt ieskaitot pjezoresistora sagatavošanu, metāla svina sagatavošanu, spiedienu jutīgu plēves sagatavošanu un spiediena kameras iepakojumu.

Varistoru sagatavošanas atslēga ir dopinga koncentrācijas kontrole un sekojošā kodināšanas formēšanas procesa optimizācija; Metāla svina slānis galvenokārt kalpo kā Wheatstone tilta savienojums; Spiediena jutīgas plēves sagatavošana galvenokārt ir atkarīga no dziļā silīcija kodināšanas procesa; Dobuma iepakojums parasti mainās atkarībā no spiediena sensora uzklāšanas,

Tā kā pašreizējie komercializētie augstas temperatūras spiediena sensori nevar labi izpildīt īpašas skarbas vides spiediena mērīšanas prasības, piemēram, augstas temperatūras eļļas urbumu un aero dzinēju, turpmākie pētījumi par augstas temperatūras spiediena sensoriem ir kļuvuši neizbēgami. Dīva tā speciālo struktūru un augsto temperatūras īpašībām, SOI materiāli ir kļuvuši par ideāliem materiāliem augstas temperatūras spiediena sensoriem. Turpmākajiem pētījumiem par SOI augstas temperatūras spiediena sensoriem jākoncentrējas uz sensoru ilgtermiņa stabilitātes un pašsildīšanas problēmu risināšanu augstas temperatūras skarbā vidē un spiediena sensoru precizitātes uzlabošanai. aspekts.

Protams, inteliģenta laikmeta parādīšanās prasa arī SOI augstas temperatūras spiediena sensorus apvienojumā ar citām daudznozaru tehnoloģijām, lai sensoram sniegtu inteliģentākas funkcijas, piemēram, paškompensāciju, paškalibrēšanu un informācijas glabāšanu, lai labāk pabeigtu sarežģīta augstas temperatūras vides spiediena izjūtu misiju. Apvidū