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扩散硅压力变送器温度漂移的原因

浏览次数:752发布日期:2017-07-15

漂移是压力变送器不可避免的特性,其中一个本质的原因是压力传感器的弹性材料的疲劳问题,不论是哪种材质,每次弹性形变回复后,都会有弹性疲劳的产生。使用不同弹性材料的压力传感器的漂移根据材质不同有所区别,只要是合格的产品,这个漂移会控制在一个可接受的范围内。

       除了材料本身导致的漂移,还有温度漂移,温度漂移指的是因温度变化而引起的压力传感器的输出变化。温度漂移其实也是因为材料的特性引起的,很多材料对温度也很敏感。所以,压力传感器通常会进行温度补偿,温度补偿的方法是采用另一种温度特性相反的材料抵消温度引起的变化,或者用数字补偿技术。

       扩散硅压力变送器早期是采用扩散硅芯片和金属基座之间用玻璃粉封接,缺点是压力芯片的周围存在着较大的应力,即使经过退火处理,应力也不能完全消除。当温度发生变化时,由于金属、玻璃和扩散硅芯片热澎胀系数的不同,会产生热应力,使传感器的零点发生漂移。这就是为什么传感器的零点热漂移要比芯片的零点热漂移大得多的原因。采用银浆和接线柱焊接,处理不好,容易造成接点电阻不稳定。特别是在温度发生变化时,接触电阻更易变化,这些因素是造成传感器零点时漂、温漂大的原因。

       后来的金硅共熔焊接方法可以在很大程度上减小漂移,将扩散硅和基座之间采用金硅共熔封接,因为金比较软应力小,引压管是玻璃管将之烧结到硅环上,玻璃管和底座用高温胶粘接,为测表压,在玻璃管外粘接一金属管,通到大气中。扩散硅电阻条组成惠斯登电桥,用高掺杂的方法形成导电书,将电桥和分布在周边的铝电极可靠地连接起来,而不采用通常蒸铝,反刻形成铝带的方法,这样做有助于减小传感器的滞后,铝电极和接线柱之间用金丝压焊和超声焊,使接点处的电阻比较稳定。

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