新型壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)是:
① 頻率響應(yīng)高(例如有的產(chǎn)品固有頻率達(dá)1.5兆赫以上),適于動態(tài)測量;
② 體積小(例如有的產(chǎn)品外徑可達(dá)0.25毫米),適于微型化;
③ 精度高,可達(dá)0.1~0.01%;
④ 靈敏高,比金屬應(yīng)變計(jì)高出很多倍,有些應(yīng)用場合可不加放大器;
⑤ 無活動部件,可靠性高,能工作于振動、沖擊、腐蝕、強(qiáng)干擾等惡劣環(huán) 境。其缺點(diǎn)是溫度影響較大(有時(shí)需進(jìn)行溫度補(bǔ)償)、工藝較復(fù)雜和造價(jià)高等。
缺點(diǎn)是:
① 溫度特性差,由于壓阻式壓力傳感器是用半導(dǎo)體材料制作的,受溫度影 響較大,因此,在溫度變化大的環(huán)境中使用時(shí),必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
② 工藝復(fù)雜,對研制條件要求高而嚴(yán)格,尤其是擴(kuò)散雜質(zhì)、燒結(jié)、封裝工 藝等比其他傳感器要復(fù)雜的多,因而成本也相對要高。 應(yīng)用 壓阻式傳感器廣泛地應(yīng)用于航天、航空、航海、石油化工、動力機(jī)械、生物醫(yī)學(xué)工程、氣象、地質(zhì)、地震測量等各個(gè)領(lǐng)域。在航天和航空工業(yè)中壓力是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),對靜態(tài)和動態(tài)壓力,局部壓力和整個(gè)壓力場的測量都要求很高的精度。壓阻式傳感器是用于這方面的較理想的傳感器。例如,用于測量直升飛機(jī)機(jī)翼的氣流壓力分布,測試發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的動態(tài)畸變、葉柵的脈動壓力和機(jī)翼的抖動等。在飛機(jī)噴氣發(fā)動機(jī)中心壓力的測量中,使用專門設(shè)計(jì)的硅壓力傳感器,其工作溫度達(dá)500℃以上。在波音客機(jī)的大氣數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)中采用了精度高達(dá)0.05%的配套硅壓力傳感器。在尺寸縮小的風(fēng)洞模型試驗(yàn)中,壓阻式傳感器能密集安裝在風(fēng)洞進(jìn)口處和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管道模型中。單個(gè)傳感器直徑僅2.36毫米,固有頻率高達(dá)300千赫,非線性和滯后均為全量程的±0.22%。在生物醫(yī)學(xué)方面,壓阻式傳感器也是理想的檢測工具。已制成擴(kuò)散硅膜薄到10微米,外徑僅0.5毫米的注射針型壓阻式壓力傳感器和能測量心血管、顱內(nèi)、尿道、子宮和眼球內(nèi)壓力的傳感器。圖3是一種用于測量腦壓的傳感器的結(jié)構(gòu)圖。壓阻式傳感器還有效地應(yīng)用于爆炸壓力和沖擊波的測量、真空測量、監(jiān)測和控制汽車發(fā)動機(jī)的性能以及諸如測量槍炮膛內(nèi)壓力、發(fā)射沖擊波等兵器方面的測量。此外,在油井壓力測量、隨鉆測向和測位地下密封電纜故障點(diǎn)的檢測以及流量和液位測量等方面都廣泛應(yīng)用壓阻式傳感器。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展,壓阻式傳感器的應(yīng)用還將迅速發(fā)展。
壓阻式壓力傳感器優(yōu)點(diǎn):
1. 頻率響應(yīng)高,f0可達(dá)1.5M;
2. 體積小、耗電少;
3. 靈敏度高、精度好,可測量到0.1%的精確度;
4. 無運(yùn)動部件(敏感元件與轉(zhuǎn)換元件一體)。
壓阻式壓力傳感器缺點(diǎn):
1. 溫度特性差;
2. 工藝復(fù)雜。