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陶瓷压力传感器有多讲究工艺?

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行业新闻

2021-02-02 08:23:33

来源:无锡阿尔法精密机械制造有限公司

  本次话题是“陶瓷压力传感器”。压力传感器技术,比拼的不是多么先进的电路设计,更多的是工艺手段的深究打磨求索。
  传感器专家网-杨军:
  过去的一周多我们的话题都没有离开惯性导航,也该换个话题了。
  聊国内的传感器市场,绕不开的话题一定是压力变送器,而作为压力变送器的核心,即压力传感器芯体则是该话题的重中之重,上周有群友提出,希望聊一聊“压阻式陶瓷压力传感器”的话题,那我们今天就这个陶瓷压力传感器的话题再展开,希望大家一起来探讨陶瓷压力传感器的那点事儿,包括国内水平,市场状况,发展趋势,该细分产品领域的市场发展机会等等。
  目前【传感器智汇圈】社群已经快速成长至近4000人,群里从事压力传感器的朋友行家很多,我负责抛砖引玉,欢迎各位发表自己的高见。


   传感器专家网-杨军:
  陶瓷压力传感器,顾名思义,是利用温度稳定性和时间稳定性都更好、且能够抗腐蚀的陶瓷作为材料来制作的压力传感器,可以实现更宽的工作温度范围(如-40~135℃),同时,保障更好的精度和电气绝缘性。
  陶瓷压力传感器不用液体(如硅油)介质来传递压力,利用压力膜片直接感受压力,没有密封泄露的问题,厚膜电阻构成的惠斯通电桥印刷在陶瓷膜片的背面,利用陶瓷膜片良好的弹性,压力直接作用在高纯度的陶瓷膜片前表面,产生微形变,印刷在背面的惠斯通电桥压敏电阻产生压敏效应,输出与压力成正比的线性电压信号,从而感知压力变化。
  timg(2).jpg
   张***:
  陶瓷压力传感器的敏感元件部分也是陶瓷材料么?还是只是用陶瓷做封装?
   后***面:
  和扩散硅一样的道理,单晶硅和陶瓷分别做电路载体,所不同的是材料和工艺不一样。
   传感器专家网-杨军:
  说得对。
  抓住要点了,压力传感器的性能与电路载体的性能密切相关。
   张***:
  学习了,谢谢。
   传感器专家网-杨军:
  压力传感器技术,并不是多么先进的电路设计的比拼,更多的是工艺手段的深究打磨求索,是工匠精神的最佳体现,包括各种材料性能的深入理解和应用,每一个工艺细节的突破,都可能成就一家伟大的公司。比如,仅仅将陶瓷膜片与衬底粘合的玻璃微熔技术,就成就了TE的前身精量电子这家传感器公司。
   周***定:
  金属溅射薄膜压力传感器也是原理很简单,但要做好真不容易!
   杨***:
  扩散硅、单晶硅、陶瓷哪个精度高?
   传感器专家网-杨军:
  精度跟载体材料没有直接关系。
   莫***:
  其实陶瓷压力传感器对工艺设备要求挺高的,从高精度厚膜丝印机、激光调阻机国内都没成熟的。
  陶瓷压力传感器成败在于工艺细节。
   王***c:
  材料成型也很讲究。
   莫***:
  激光调阻设备进口的在200万左右一台,丝印机如DEK的也要几十万以上。
   莫***:
  而且如果不能实现自动化还会出现不良率不稳的情况。
   传感器专家网-杨军:
  陶瓷压力传感器具有便于批量化生产的特性,其主要特点是敏感坚固的陶瓷感应膜片、背面印刷的惠斯通电桥压敏电阻便于进行零点误差、满量程误差等指标参数的激光修正标定,对工艺设备没有太高要求,抗腐蚀、抗磨损,抗冲击抗震动,拥有很宽的工作温度范围,精度及稳定性能卓越,便于小尺寸封装。鉴于这些优点和高性价比,许多用户开始用陶瓷压力传感器来替代传统的扩散硅压力传感器。
  在对高温、腐蚀、稳定性和可靠性要求较高的工业过程控制,石油化工、液压阀门、医疗器械、液压与气动、传动控制等众多领域,陶瓷压力传感器有着广泛的应用发展空间。
   O***魏:
  陶瓷是一种很好的材料,在很多高端器件里边都有用到。
   叶***琛:
  传统的扩散硅压力传感器,这个是怎样的?
   传感器专家网-杨军:
  扩散规压力传感器的基体是单晶硅,采用离子注入的工艺,做成惠斯通电桥硅敏感单元,做成压力变送器时,被测压力通过不锈钢隔离膜作用于敏感元件,其后的信号处理与陶瓷压力传感器是类似的。优点是输出灵敏度高、过载能力较强,缺点是温度特性较差,性能要求高时需要做温度补偿,而且封装工艺相对比较复杂。
  在对高温、腐蚀、稳定性和可靠性要求较高的工业过程控制,石油化工、液压阀门、医疗器械、液压与气动、传动控制等众多领域,陶瓷压力传感器有着越来越广泛的应用发展空间。
   o***n:
  杨总好!请教一下,关于冷媒压力传感器,你认为哪一种比较符合这个应用。
   传感器专家网-杨军:
   o***n陶瓷压力传感器,本质是惠斯通电桥压电效应,理论上正压负压都可以测量。但是陶瓷压力传感器是以陶瓷膜片作为微形变载体,对小量程压力的测量难度较大,一般多用于100kPa以上的压力量程,而负压多数是小量程,所以很少看到用陶瓷压力传感器来测负压的。
   小***:
  问一下专家,陶瓷压力传感器的精度是多少,耐温及压力冲击最高多少,我是流量计上用的。
   S***叶:
  比如,安费诺NPC-1210系列,精度±0.5%FSO,工作温度-40~125℃。
   木***:
  谢谢杨总的知识分享。

  我是做补充一点:陶瓷压感目前只能做小量程的压力传送,大量程的还做不到。

keyword:陶瓷压力传感器

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