俄羅斯微電子傳感器工業集團是以研制和生產微電子壓力傳感器和相關儀器為主的新技術企業,主要產品為MIDA系列硅-藍寶石壓力傳感器。
早在70-80年代, 俄羅斯微電子傳感器工業集團就對應變效應在異質外延半導體結構 --“藍寶石上的硅”(SOS,Silicon-on-Sapphire)的特性,進行了深入的研究,取得了很多科研結果。利用這些科研結果和專利技術,生產出了一系列熱工測量儀表。硅-藍寶石這一測量技術,已在原蘇聯、法國、美國、德國等國家獲得了專利。
目前,MIDA公司正在研制新的產品,并不斷完善已生產儀表的各項性能,盡全力滿足工業、能源、運輸、市政和其它領域的用戶對測量壓力方面的需求。
工作原理和結構組成:
MIDA系列壓力傳感器和變送器,利用應變電阻式工作原理,采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件,具有無與倫比的計量特性。
藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成,不會發生滯后、疲勞和蠕變現象;藍寶石比硅要堅固,硬度更高,不怕形變;藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性(1000 OC以內),因此,利用硅-藍寶石制造的半導體敏感元件,對溫度變化不敏感,即使在高溫條件下,也有著很好的工作特性;藍寶石的抗輻射特性極強;另外,硅-藍寶石半導體敏感元件,無p-n漂移,因此,從根本上簡化了制造工藝,提高了重復性,確保了高成品率。
用硅-藍寶石半導體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器,可在最惡劣的工作條件下正常工作,并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價比高。
表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構成:鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質外延性應變靈敏電橋電路的藍寶石薄片,被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上(接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅固的連接在一起)。在壓力的作用下,鈦合金接收膜片產生形變,該形變被硅-藍寶石敏感元件感知后,其電橋輸出會發生變化,變化的幅度與被測壓力成正比。
傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電,并將應變電橋的失衡信號轉換為統一的電信號輸出(0-5,4-20mA或0-5V)。在絕壓壓力傳感器和變送器中,藍寶石薄片,與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起,起到了彈性元件的作用,將被測壓力轉換為應變片形變,從而達到壓力測量的目的。
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