LC谐振式压力传感器的高温关键参数研究-论文.pdf

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1、第２７卷第１０期传感技术学报Ｖｏｌ?２７Ｎｏ?１０２０１４年１０月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＥＮＳＯＲＳＡＮＤＡＣＴＵＡＴＯＲＳＯｃｔ.２０１４∗ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＫｅｙＰａｒａｍｅｔｅｒｓＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＬＣＲｅｓｏｎａｎｔＰｒｅｓｓｕｒｅＳｅｎｓｏｒ１ꎬ２３１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２∗ＺＨＥＮＧＴｉｎｇｌｉꎬＺＨＡＯＷｅｉｊｕｎꎬＬＩＡＮＧＴｉｎｇꎬＨＯＮＧＹｉｎｇｐｉｎｇꎬＲＥＮＺｈｏｎｇꎬＬＩＳａｉｎａｎꎬＸＩＯＮＧＪｉｊｕｎ(１.ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｓｔａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＬａｂｏｒ

2、ａｔｏｒｙꎬＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａꎬＴａｉｙｕａｎ０３００５１ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔꎬＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎꎬＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａꎬＴａｉｙｕａｎ０３００５１ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＢｅｉｊｉｎｇａｅｒｏｓｐａｃｅｓｙｓｔｅｍｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｐａｓｓｉｖｅｐｒｅｓｓ

3、ｕｒｅｓｅｎｓｏｒｉｎｈａｒｓｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓꎬｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅꎬｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙ.Ｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈａｓｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｂａｓｉｃａｎｄｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｅｘｅｓｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒ.Ｕｓｉｎｇｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏ￣ｆｉｒｅｄｃｅｒａｍｉｃ(ＬＴＣＣ)ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｔｈｅｉｎｄｕｃ￣ｔｏｒａｎｄｃａｐａｃｉｔｏｒｂａｓｅｄｏｎｃｅｒａｍｉｃｓｕｂｓｔｒａｔｅｈａｓｂ

4、ｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｆａｂｒｉｃａｔｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎬｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｏｐ￣ｅｒｔｉｅｓｔｅｓｔｉｓａｌｓｏｃａｒｒｉｅｄｏｕｔꎬａｎｄｔｈｅｃａｕｓｅｓｏｆｔｈｅｉｎｄｕｃｔｏｒａｎｄｃａｐａｃｉｔｏｒｗｈｉｃｈａｒｅｖａｒｉｅｄｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ.Ｗｉｔｈｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｆｒｏｍ１００℃ｔｏ５００℃ꎬｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｄｕｃｔａｎｃｅＬｂａｓｉｃａｌｌｙｒｅｍａｉｎｓｔｈｅｓａｍｅꎬ

5、ｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅＲｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙ２.７ｔｉｍｅｓꎬｔｈｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅＣｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙ５.３％ꎬｔｈｕｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｆａｃｔｏｒＱｄｅｃｒｅａｓｅｓｂｙ７２.８％.ＴｈｅｔｅｓｔａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｈａｖｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｇｕｉｄｉｎｇｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＬＣｒｅｓｏｎａｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎｓｏｒｉｎｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓｅｎｓｏｒꎻＬＴＣＣꎻｉｎｄｕｃｔｏｒꎻｃａｐａ

6、ｃｉｔｏｒＥＥＡＣＣ:７２３０Ｍｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００４－１６９９.２０１４.１０.００６∗ＬＣ谐振式压力传感器的高温关键参数研究１ꎬ２３１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２∗郑庭丽ꎬ赵卫军ꎬ梁庭ꎬ洪应平ꎬ任重ꎬ李赛男ꎬ熊继军(１.中北大学电子测试技术重点实验室ꎬ太原０３００５１ꎻ２.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室ꎬ太原０３００５１ꎻ３.北京宇航系统工程研究所ꎬ北京１０００００)摘要:无线无源高温压力传感器在高温、高压等恶劣环境中应用日益广泛ꎬ其耐高温性能已成为衡量传感器的一项最基本且重要的指标ꎮ利用低温共烧陶瓷ＬＴＣＣ(ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒ

7、ｅＣｏ￣ＦｉｒｅｄＣｅｒａｍｉｃ)技术ꎬ分别设计和制作了陶瓷基片上电感及电容器件ꎬ并进行高温特性测试ꎬ通过讨论和分析确定了造成电感和电容随温度变化的原因ꎮ测试结果表明:在１００℃~５００℃温度范围内ꎬ电感Ｌ基本保持不变ꎬ等效串联电阻Ｒ增大了２.７倍ꎬ电容Ｃ增大了５.３％ꎬ从而ＬＣ谐振传感器的品质因数Ｑ减小了７２.８％ꎮ该测试及分析对高温环境下基于ＬＣ谐振式压力传感器的优化设计具有重要的指导意义ꎮ关键词:高温压力传感器ꎻＬＴＣＣꎻ电感ꎻ电容中图分类号:ＴＰ２１２.１文献标识码:Ａ文章编号:１００４－１６９