合金薄膜高温压力传感器研究进展

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1、第37卷第5期火箭推进Vo1．37．No．52011年10月J0URNAL0FROCKETPROPULSION0ct．2011合金薄膜高温压力传感器研究进展李伟，陈怀礼(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：合金薄膜压力传感器克服了粘贴式应变压力传感器的缺点，性能更优良，适应恶劣环境压力测量要求。对合金薄膜压力传感器的工作原理进行了介绍，比较了几种压力传感器的优缺点，并以应用温度范围这一指标为中心论述了镍铬、铂钨及钯铬薄膜压力传感器的性能特点及研究现状。镍铬薄膜传感器适用于中、低温介质压力测量，而铂钨、钯铬薄膜传感器适用于更高温度环境下的压力测量。关键词：压力传感器；高

2、温；合金薄膜中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2011)05-0078—05Advanceinalloythin--filmpressuresensorforhigh--temperatureenvironmentLIWei．CHENHuai一1i(Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China)Abstract：Thealloythin．filmpressuresensorhasovercometheshortcomingsofstickuppressuresensor，hasmoree

3、xcellentperformancesandissuitbleforharshenvironments．Theworkingprincipleofthealloythin．filmpressuresensoisin~oducedinthispaper．Theadvantagesanddisadvantagesofseveralpressuresensorsarecompared．Takingthesensor’Sworkingtemperatureasanassessmentindex，thecharacteristicsanddevelopmentstatusofnickel

4、—chromium(NiCr)，platinum-tungsten(PtW)andpalladium—chromium(PdCr)thin-filmpressuresensorsareelaborated．Theconclusionsare：NiCrthin—filmpressuresensorissuitableforpressuremeasurementintherangeof一269~C+350~C；PtWandPdCrthin．filmpressuresensorsareappliedtopressuremeasurementathi【ghtemperature．Thek

5、eytechnologyandtheapplicationofalloythin—filmpressuresensorarereviewed．Keywords：pressuresensor；hightemperature；alloythin—film收稿日期：2010—11-26：修回日期：2011—01—25作者简介：李伟(1982一)，男，工程师，研究领域为液体火箭发动机测试与试验技术第37卷第5期李伟，等：合金薄膜高温压力传感器研究进展79体传感器灵敏度高，芯片易于批量制作、成本低0引言廉，其缺点是温度特性较差，最高使用温度一般为200～350；且半导体传感器一般采用单晶硅

6、随着现代科技的飞速发展，越来越多的工业作为衬底，超过500oC后，其热可塑性问题无法生产和自动控制领域，如运载火箭燃烧室的压力解决——这些都限制了半导体压力传感器在更高测量、石油工业的井下压力测量以及柴油机、燃温环境如火箭发动机燃烧室压力测量(>600℃)气轮机气缸压力监控等，都需要能在高温、腐中的使用。金刚石的某些特殊性质(如化学上的蚀、振动等恶劣环境下工作的压力传感器。SOI、惰性)以及极大的压阻效应、在高温下仍具有良多晶硅等半导体压力传感器应用广泛，适于批量好的压阻特性使其成为制作高温压阻型压力传感制作、成本较低廉，但并不适用于超高温环境的器的极佳材料，但目前对金刚石薄膜的

7、理论研究压力测量。以现代半导体平面工艺技术为核心、与实际应用尚存在较大差距，如高温有氧环境下新材料为基础的合金薄膜压力传感器在恶劣环境金刚石易表面石墨化，金刚石与金属问难以形成中拥有其它传感器无可比拟的优势，具有广阔的理想的欧姆接触等。光纤本身耐高温，制作光纤应用前景高温压力传感器是可行的，但其应用较为复杂、且对测量环境的要求较高。1合金薄膜压力传感器工作原理相对于其它传感器，合金薄膜传感器虽然应变系数较低，但具有精度高、稳定性好、耐腐合金薄膜压力传感器一般采用溅射、蒸镀等蚀、温