澤天傳感薄膜微壓傳感器項(xiàng)目從立項(xiàng)以來(lái)，主要攻克以下幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)，取得了幾項(xiàng)關(guān)鍵研究成果，該項(xiàng)目亮點(diǎn)不少，可以說(shuō)在微小壓力測(cè)量傳感器領(lǐng)域獲得了突破性進(jìn)展，下面具體介紹。

1、薄膜微壓傳感器芯體的研制

① 合適的薄膜彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)變版圖設(shè)計(jì) 薄膜微壓傳感器產(chǎn)品量程小，傳統(tǒng)的彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已不合適，需要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)以保持膜片的靈敏度，彈性體材料仍選用合金不銹鋼，根據(jù)產(chǎn)品外形尺寸要求，彈性體外徑設(shè)計(jì)為19mm，利用有限元分析確定彈性體設(shè)計(jì)內(nèi)徑為15mm時(shí)，膜片具有最大的彈性應(yīng)變，100kPa量程下厚度只需控制在0.1mm，其靈敏度達(dá)到0.6mV/V，精度和過(guò)載能力也能保證在指標(biāo)范圍內(nèi)。為獲取最大應(yīng)變靈敏度，設(shè)計(jì)電橋4個(gè)電阻位于膜片的最大正、負(fù)應(yīng)變區(qū)域，即位于膜片的中心和邊緣，電阻設(shè)計(jì)為切向分布的扇形，使電阻最大范圍的處于應(yīng)變最大區(qū)。

② 激光減薄技術(shù)研究  由于機(jī)械拋光機(jī)對(duì)彈性體厚度和表面質(zhì)量在厚度低于0.1mm以下時(shí)，精度難于控制，會(huì)造成厚度一致性差、平行度差而影響產(chǎn)品批次一致性、靈敏度和非線性情況，需要在厚度控制上采用激光減薄的技術(shù)進(jìn)行，通過(guò)設(shè)計(jì)合適的工裝、減薄版圖，對(duì)膜片不同位置厚度進(jìn)行精調(diào)，從而達(dá)到厚度控制和提高精度的目的。

2、微弱mV級(jí)信號(hào)的調(diào)理電路設(shè)計(jì)

考慮到薄膜微壓傳感器產(chǎn)品靈敏度較低，即0.6mV/V，放大到標(biāo)準(zhǔn)的1～5V信號(hào)輸出，放大倍數(shù)將達(dá)到900倍以上，放大精度和信號(hào)穩(wěn)定性會(huì)變差，影響產(chǎn)品的抗干擾能力，需要設(shè)計(jì)一種合適的調(diào)理電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、線性化和溫度補(bǔ)償，以滿足產(chǎn)品指標(biāo)要求。設(shè)計(jì)采用兩級(jí)信號(hào)調(diào)理的方法完成，前級(jí)采用差分運(yùn)放器對(duì)傳感器的差分微弱信號(hào)進(jìn)行50倍左右的差分放大，再通過(guò)專用的傳感器調(diào)理芯片對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行線性化、溫補(bǔ)和歸一放大，輸出1～5V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。電路電源端、輸出端和傳感器信號(hào)端均設(shè)計(jì)了合適濾波電路，保證產(chǎn)品的電磁兼容性。

通過(guò)薄膜微壓傳感器項(xiàng)目的實(shí)施，可突破濺射薄膜壓力傳感器在微壓測(cè)量領(lǐng)域的瓶頸，使微壓量程的濺射薄膜壓力傳感器產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)工程生產(chǎn)，使軍用各種微壓測(cè)量用途上使用性能優(yōu)越、耐惡劣環(huán)境能力強(qiáng)、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的濺射薄膜壓力傳感器成為現(xiàn)實(shí)。薄膜微壓傳感器項(xiàng)目的亮點(diǎn)：1、弧線型應(yīng)變版圖設(shè)計(jì)原理和方法，改進(jìn)了薄膜壓力傳感器現(xiàn)采用的“工”字型版圖，可提高傳感器靈敏度10%～15%；2、激光減薄技術(shù)可用于微壓量程壓力傳感器的生產(chǎn)；3、兩次放大調(diào)理的電路設(shè)計(jì)可解決低輸入差分信號(hào)的放大調(diào)理問(wèn)題。