压力温度一体化传感器集成测量的四种实现方式

实现压力温度集成测量主要有四种实现方案，集成电路芯片带温度测量方式，硅微集成方式，组合方式，薄膜集成方式。

集成电路带温度测量方式实际上是一个压力传感器，在压力传感器的调理电路中，采用了一个带有温度传感器的集成电路芯片，通过调理芯片对环境温度进行测量。这种测量方式只能测量整个产品所处环境的温度，不能准确反应引压端介质的温度，响应也慢，测量精度一般比较低，只是给压力传感器提供一个温度补偿参考。

硅微集成方式主要是将测压与测温的敏感件在同一硅杯上集成，利用压阻式或电容式测量压力，采用半导体二极管测量温度，这种产品国内还处于研制阶段。国外有日本的压阻式集成传感器，主要是针对汽车传感器研制的，在抗环境性能方面不适合军用需求。

组合方式是利用不同的测温与测压原理，将两种传感器在结构上的集成。有的通过两个接口连接，采用热电偶、热电阻测温，采用压阻或应变测量压力，输出信号再接处理电路，处理电路与测量点分开，这种方式的集成度不高，结构不紧凑。有的只有一个接口，采用压阻式测压，在结构上内置一个热电偶或铂电阻温度传感器伸入到测量介质中，具有代表性的是美国kulite公司的温度压力集成传感器产品。这种产品采用的是铂电阻温度传感器，输出标准电阻值。产品主要用于宇航与汽车，但受封装的影响，最高量程只能做到20MPa左右。

薄膜集成方式是采用溅射镀膜方式制作测压应变合金桥路和热电阻，对温度和压力进行测量。这种集成方式结构有两种实现形式，一种是热电阻与合金电阻单独制作，通过焊接方式进行组合，将测温热电阻伸入到介质点，这种方式能快速响应温度，但对封装的要求高，承压能力也有限。另一种方式是将热电阻与合金电阻在芯片的同一层上分区域溅射，这样，压力传感器与温度传感器形成“一体”，在抗振动、冲击能力强，可靠性高。但通过弹性膜片传热测温，在响应时间上做不到快速响应。

薄膜传感器的弹性敏感材料由耐腐蚀不锈钢制成，可直接与腐蚀性介质接触。薄膜压力传感器的敏感电阻是合金材料，受温度的影响极小，在-100℃～+300℃范围内的温度漂移小于50ppm/℃。通过先进的离子束镀膜技术，制备的薄膜热电阻，能在中、低温区准确测量。通过离子溅射与离子刻蚀，将热电阻与应变电阻制备在同一芯片上，实现压力、温度传感器的集成。这种一体化传感器通过一个接口测量两种参数，信号互不干扰，输出标准的信号，无需外接仪表，测量精度高，性能优越，是军用温度压力传感器的发展方向。本文源自泽天传感，版权所有，转载请保留出处。