高温大压力传感器研究现状

一般地，当压力范围在10～100 MPa之间时，称之为大压力，大于100 MPa的压力为超大压力。高温压力传感器是指在高于125℃环境下能正常工作的压力传感器[1]。

近年来，随着MEMS技术的发展，微机械压力传感器由于其具有体积小、功耗低、成本低等优势，而得到了广泛的应用[1，2]。然而，该类传感器在超过120℃环境下使用时，会由于内部PN结出现漏电而导致传感器性能急剧下降，进而导致失效[3，4，5，6]。因此，如何把MEMS技术的优势和现有的技术相结合，通过改进工艺、选择新型的耐高温材料，进而克服MEMS传感器的上述缺点，成为目前国内外研究的重中之重。该研究目前也取得了巨大进展，多种类型材料组合形成的新型敏感元件纷纷问世。

压力传感器不可避免的误差

1、偏移误差

由于压力传感器的垂直位移在整个压力范围内保持恒定，因此换能器扩散和激光调节校正的变化将产生偏移误差。

2、灵敏度误差

误差的大小与压力成正比。如果设备的灵敏度高于典型值，则灵敏度误差将是压力的增加函数;如果灵敏度低于典型值，则灵敏度误差将是压力的递减函数;误差是由扩散过程变化引起的。

3、线性误差

这是对压力传感器的初始误差几乎没有影响的因素。该误差是由硅芯片的物理非线性引起的。但是，对于带放大器的传感器，还应包括放大器的非线性。线性误差曲线可以是凹曲线。它也可以是凸曲线。

4、滞后误差

在大多数情况下，VPRF-A5-20MPaW-4传感器，压力传感器的滞后误差完全可以忽略不计，因为硅晶片具有高机械刚度，并且通常仅需要考虑压力变化很大的情况下的滞后误差。

传感器测量的压力是什么首先要考虑的是系统的压力。通常要求的压力传感器压力范围应为系统压力的1.5倍。由于许多系统，尤其是水压和过程控制，压力峰值或连续脉冲，建议使用这些额外的压力范围。这些尖峰可达到“大”压力的五倍甚至十倍，并可能导致传感器损坏。接近或超过传感器额定压力的连续高压脉冲也会缩短传感器寿命。

所有压力传感器均设计为能承受2亿次循环的压力而不会降低性能。选择传感器时需要在系统性能和传感器寿命之间达成折中解决方案。

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