諧振式石英晶體壓力傳感器以其高精度，良好的長期穩定性廣泛應用于氣壓與高度測量、壓力自動校準以及精密過程控制等。這種高精度石英晶體壓力傳感器在結構形式上主要有2種形式，一種是厚膜 切變模式，將石英晶體加工成透鏡模式，在透鏡上制作電極，利用其振動頻率與所受壓力的變化關系來檢測壓力的大小，這種傳感器對透鏡和電極的加工工藝要求很高，產品制造難度大，現已逐漸被其 他結構取代；另一種是以石英諧振梁為力敏元件，用波登管或金屬膜盒來感受壓力，并將壓力轉換成力作用到諧振梁上，諧振梁的頻率隨作用壓力變化而變化，利用諧振梁的頻率變化來檢測被測壓力的 大小。這種壓力傳感器結構較為復雜，對材料和制造工藝都要求很高，目前，國際上僅有少數幾家公司掌握了其關鍵技術，能夠批量提供產品。針對該傳感器的制造難題，本文提出了研制全石英壓力敏 感元件的壓力傳感器，用石英彈性膜片替代復雜的金屬彈性元件，降低制作難度，數字壓力開關實現傳感器小型化。
1傳感器的結構與工作原理
石英諧振式壓力傳感器主要由壓力敏感元件和激振電路組成。傳感器的結構如圖1所示，包括壓力接口、壓力敏感元件和殼體等。壓力敏感元件是傳感器的核心，它包括彈性膜片和音叉式力敏諧振器 。當壓力作用于彈性膜片時，使膜片產生變形，導致膜片沿直徑方向產生拉力或壓力，并將該力作用到諧振梁上，諧振梁的頻率隨作用力變化而變化，利用諧振梁的頻率變化來檢測被測壓力的大小。壓 力敏感元件各部均由石英晶體材料制成。石英力敏汽車油耗監控諧振器通過光刻和化學腐蝕工藝加工完成，并采用燒結工藝裝配到彈性膜片上，然后，在真空條件下，將彈性膜片燒結到已研磨出空腔的基座上，在完 成基座與彈性膜片燒結同時也形成了真空參考力腔，這即符合制作絕壓傳感器的設計要求，又滿足了諧振器的真空工作環境需要。
