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擴散硅壓力變送器溫度漂移的原因

更新時間:2017-07-15點擊次數:1793

漂移是壓力變送器不可避免的特性,其中一個本質的原因是壓力傳感器的彈性材料的疲勞問題,不論是哪種材質,每次彈性形變回復后,都會有彈性疲勞的產生。使用不同彈性材料的壓力傳感器的漂移根據材質不同有所區別,只要是合格的產品,這個漂移會控制在一個可接受的范圍內。

       除了材料本身導致的漂移,還有溫度漂移,溫度漂移指的是因溫度變化而引起的壓力傳感器的輸出變化。溫度漂移其實也是因為材料的特性引起的,很多材料對溫度也很敏感。所以,壓力傳感器通常會進行溫度補償,溫度補償的方法是采用另一種溫度特性相反的材料抵消溫度引起的變化,或者用數字補償技術。

       擴散硅壓力變送器早期是采用擴散硅芯片和金屬基座之間用玻璃粉封接,缺點是壓力芯片的周圍存在著較大的應力,即使經過退火處理,應力也不能*消除。當溫度發生變化時,由于金屬、玻璃和擴散硅芯片熱澎脹系數的不同,會產生熱應力,使傳感器的零點發生漂移。這就是為什么傳感器的零點熱漂移要比芯片的零點熱漂移大得多的原因。采用銀漿和接線柱焊接,處理不好,容易造成接點電阻不穩定。特別是在溫度發生變化時,接觸電阻更易變化,這些因素是造成傳感器零點時漂、溫漂大的原因。

       后來的金硅共熔焊接方法可以在很大程度上減小漂移,將擴散硅和基座之間采用金硅共熔封接,因為金比較軟應力小,引壓管是玻璃管將之燒結到硅環上,玻璃管和底座用高溫膠粘接,為測表壓,在玻璃管外粘接一金屬管,通到大氣中。擴散硅電阻條組成惠斯登電橋,用高摻雜的方法形成導電書,將電橋和分布在周邊的鋁電極可靠地連接起來,而不采用通常蒸鋁,反刻形成鋁帶的方法,這樣做有助于減小傳感器的滯后,鋁電極和接線柱之間用金絲壓焊和超聲焊,使接點處的電阻比較穩定。

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