泽天传感溅射薄膜微压传感器项目取得研究成果

泽天传感薄膜微压传感器项目从立项以来，主要攻克以下几点关键技术，取得了几项关键研究成果，该项目亮点不少，可以说在微小压力测量传感器领域获得了突破性进展，下面具体介绍。

1、薄膜微压传感器芯体的研制

① 合适的薄膜弹性体结构设计和应变版图设计 薄膜微压传感器产品量程小，传统的弹性体结构设计已不合适，需要设计一种结构以保持膜片的灵敏度，弹性体材料仍选用合金不锈钢，根据产品外形尺寸要求，弹性体外径设计为19mm，利用有限元分析确定弹性体设计内径为15mm时，膜片具有最大的弹性应变，100kPa量程下厚度只需控制在0.1mm，其灵敏度达到0.6mV/V，精度和过载能力也能保证在指标范围内。为获取最大应变灵敏度，设计电桥4个电阻位于膜片的最大正、负应变区域，即位于膜片的中心和边缘，电阻设计为切向分布的扇形，使电阻最大范围的处于应变最大区。

② 激光减薄技术研究  由于机械抛光机对弹性体厚度和表面质量在厚度低于0.1mm以下时，精度难于控制，会造成厚度一致性差、平行度差而影响产品批次一致性、灵敏度和非线性情况，需要在厚度控制上采用激光减薄的技术进行，通过设计合适的工装、减薄版图，对膜片不同位置厚度进行精调，从而达到厚度控制和提高精度的目的。

2、微弱mV级信号的调理电路设计

考虑到薄膜微压传感器产品灵敏度较低，即0.6mV/V，放大到标准的1～5V信号输出，放大倍数将达到900倍以上，放大精度和信号稳定性会变差，影响产品的抗干扰能力，需要设计一种合适的调理电路对信号进行放大、线性化和温度补偿，以满足产品指标要求。设计采用两级信号调理的方法完成，前级采用差分运放器对传感器的差分微弱信号进行50倍左右的差分放大，再通过专用的传感器调理芯片对放大后的信号进行线性化、温补和归一放大，输出1～5V的标准信号。电路电源端、输出端和传感器信号端均设计了合适滤波电路，保证产品的电磁兼容性。

通过薄膜微压传感器项目的实施，可突破溅射薄膜压力传感器在微压测量领域的瓶颈，使微压量程的溅射薄膜压力传感器产品实现工程生产，使军用各种微压测量用途上使用性能优越、耐恶劣环境能力强、质量稳定可靠的溅射薄膜压力传感器成为现实。薄膜微压传感器项目的亮点：1、弧线型应变版图设计原理和方法，改进了薄膜压力传感器现采用的“工”字型版图，可提高传感器灵敏度10%～15%；2、激光减薄技术可用于微压量程压力传感器的生产；3、两次放大调理的电路设计可解决低输入差分信号的放大调理问题。