背压式硅压阻压差传感器的研制

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1、2016年第1期导弹与航天运载技术No.12016总第343期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.343文章编号：1004-7182(2016)01-0098-05DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160123背压式硅压阻压差传感器的研制王臻，王伟，杨明，任海燕，马亚军（北京精密机电控制设备研究所，北京，100076）摘要：根据伺服系统高精度、高可靠性的测量需求，研制一种背压式硅压阻压差传感器。传感器基于硅的压阻效应，与目前硅压阻压差传感器使用薄膜隔离

2、式敏感芯体不同，其感压芯片的背部直接接触被测介质感受压力，避免了硅油介质传递压力。因此，敏感芯体结构简单可靠，提高了传感器长期承压的可靠性。介绍背压式硅压阻压差传感器的原理及设计与实现，主要包括芯体设计、电路设计、结构设计等。传感器通过性能试验以及环境适应性试验的考核，并在伺服系统上进行相关试验，结果证明能够满足伺服系统使用要求。关键词：背压式；硅压阻；压差传感器中图分类号：V443文献标识码：AResearchonBack-pressureSiliconPiezoresisitiveDifferent

3、ialPressureSensorWangZhen,WangWei,YangMing,RenHai-yan,MaYa-jun(BeijingInstituteofPreciseMechanicalandElectronicControlEquipment,Beijing,100076)Abstract:Accordingtothemeasurementrequirementsofservosystemwithhighaccuracyandhighreliability,akindofback-press

4、uretypesiliconpiezoresistivedifferentialpressuresensorisdeveloped.Thesensorisbasedonpiezoresistiveeffectofsilicon,unlikethecurrentsiliconpiezoresistivedifferentialpressuresensorusingthethin-filmisolationsensitivecore,thebackofthepressuresensingchipdirect

5、lycontactsthemeasuredmediumtosensepressure,soastoavoidtheoilmediumtransferringpressure.Therefore,thesensitivecorehasasimpleandreliablestructure,andcanimprovethesensor’sreliabilityoflong-termpressure-bearing.Theprincipleandtherealizationanddesignofback-pr

6、essuresiliconpiezoresistivedifferentialpressuresensorsareintroducedinthispaper,mainlyincluding:thecoredesign,circuitdesign,andstructuredesign.Thesensorpassedthroughevaluationoftheperformancetestandenvironmentaladaptabilitytest,andalsowastestedintheservos

7、ystem,andtheresultsprovedthesensorcanmeettheapplicationrequirementsofservosystem.Keywords:Back-pressure;Siliconpiezoresisitive;Differentialpressuresensor0引言硅油传递被测介质的压力，而是芯片背部直接接触被根据伺服系统应用环境的特点，配套的压差传感测介质感受压力。该传感器在结构空间和性能指标严器需要满足高稳定性、高可靠性、耐高温、耐长期压格限制的情况下，

8、完全满足伺服系统的使用要求，不力、小型化等要求。由于目前伺服系统所使用的硅压仅达到了目前薄膜隔离式硅压阻传感器的性能水平，阻压差传感器内部采用薄膜隔离式的敏感芯体，其封还提高了伺服系统的可靠性。装结构原理是将硅油密封在敏感芯体内部，压力作用在用于隔离的波纹膜片上，波纹膜片通过不可压缩的1传感器基本原理[1]背压式硅压阻压差传感器基于硅的压阻效应制硅油将压力等值传递给芯片。由于硅油密封的工艺复杂性，敏感芯体存在硅油泄漏从而导致传感器失效的成。