隨著各行業(yè)智能化的快速發(fā)展，所有行業(yè)對(duì)傳感器的需求都呈井噴式增長(zhǎng)。壓力傳感器作為三大主要傳感器類(lèi)型之一，其在各行業(yè)都被廣泛應(yīng)用。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的報(bào)告顯示，2021年壓力傳感器市場(chǎng)規(guī)模超百億，發(fā)展駛?cè)肟燔?chē)道。
壓力傳感器的應(yīng)用十分廣泛。陶瓷壓力傳感器的基材基本以氧化鋁Al2O3陶瓷為主，根據(jù)實(shí)現(xiàn)的原理可以分為電容式壓力傳感器和壓阻式壓力傳感器。
陶瓷電容技術(shù)采用固定式陶瓷基座和可動(dòng)陶瓷膜片結(jié)構(gòu)，可動(dòng)膜片通過(guò)玻璃漿料等方式與基座密封固定在一起。兩者之間內(nèi)側(cè)印刷電極圖形，從而形成一個(gè)可變電容，當(dāng)膜片上所承受的介質(zhì)壓力變化時(shí)兩者之間的電容量隨之發(fā)生變化，通過(guò)調(diào)理芯片將該信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換調(diào)理后輸出給后級(jí)使用。陶瓷電容技術(shù)具有成本適中，量程范圍寬，溫度特性好、一致性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)。國(guó)際上來(lái)看廣泛應(yīng)用于汽車(chē)與工業(yè)過(guò)程控制等領(lǐng)域，分別以美國(guó)森薩塔和瑞士E+H為代表。由于電容信號(hào)不同于電阻信號(hào)，對(duì)信號(hào)處理電路要求較高，傳感器設(shè)計(jì)時(shí)需要將電容和信號(hào)調(diào)理芯片ASIC協(xié)同考慮，國(guó)內(nèi)目前僅蘇州納芯微電子股份有限公司能夠同時(shí)提供兩者整合的完整解決方案。
常規(guī)的硅阻和陶瓷電阻產(chǎn)品由于其自身結(jié)構(gòu)和材料特點(diǎn)，很難在高溫和腐蝕測(cè)試環(huán)境中保證測(cè)量精度和長(zhǎng)期可靠性，陶瓷電容式壓力傳感器正好克服了兩者的劣勢(shì)，可在高溫和腐蝕環(huán)境下保證測(cè)量精度和長(zhǎng)期可靠性。
陶瓷電阻技術(shù)采用厚膜印刷工藝將惠斯通電橋印刷在陶瓷結(jié)構(gòu)的表面，利用壓敏電阻效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)將介質(zhì)的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。陶瓷電阻技術(shù)具有成本適中，工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)有較多廠家提供陶瓷電阻壓力傳感器芯體。但該技術(shù)信號(hào)輸出靈敏度低，量程一般限定在500kPa~10MPa，且常規(guī)中空結(jié)構(gòu)，僅靠膜片承壓，抗過(guò)載能力差，當(dāng)待測(cè)介質(zhì)壓力過(guò)載時(shí)，陶瓷電阻傳感器會(huì)存在膜片破裂，介質(zhì)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。
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