压力传感器的发展及其推动因素

来源：赛斯维传感器网 发表于 2012/8/31

　　在过去几十年中，压力传感器发展迅速。其中最突出的发展特点可概括为三点，即更高的精度、更好的可靠性、更小的体积及重量。随着微处理器和微机电加工等技术的进一步综合发展，可以预见压力传感器还在向着上述三个发展趋势继续提升。

　　这些年来推动压力传感器测量技术进步的关键因素有以下三个主要方面。

　　第一，MEMS微机电系统的发展。

　　MEMS是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。采用MEMS的制造技术，完全可以把传统的传感器做成小型的器件，如可将完整的惠斯通测量电桥直接蚀刻在一个固体模子上，从而消除了由传感器调准校正因素带来的误差。这是因为传感器调准校正因素会造成较低的输出信号或非线性的测量信号。将传感器直接制造在一个单一的固体部件上，减化了装配流程，提高了生产效率，从而也降低了生产的废品率。除MEMS制造技术外，在传感器设计中完全可以沿用传统的传感器相关技术。事实上由于MEMS技术的引入，传感器的相应设计规则也发生了变化，其中包括：微机械应力的获取规则、微小电容检测的规则、温度漂移的引入规则、微机械位移和固有频率的关系、噪声作用顺序及抑制等。依托MEMS，传感器实现了微型化、智能化、多功能、高集成度，且适于大批量生产。

　　第二，有关应变片技术在模型设计和布置方面的进步。

　　当外界施加的扭矩应力传输至薄膜上时，新的应变片可以实现自动补偿功能。这些新型应变片和MEMS技术发展已使压力传感器更加小型化、精度更高、具有更好的热力性能和更长的稳定性。

　　第三，微处理器技术的飞跃给压力测量系统提供了最多的便利和选择。

　　例如通过微处理器的控制，可以实现压力测量传感器的信号调制、温度修正、曲线拟合、输出信号的软件控制等。特别值得一提的是，利用微处理器的强大功能，可以使手掌大小的数字式压力计（图2）具有测量峰值保持、自动调零、自动调偏、模拟量输出、单位转换、数据存储记录、自动节电休眠等诸多现场可编程功能，实现了真正意义上的压力测量数字化。
在性能跃升过程中，压力传感器最关键的进步是精度。现在大多数市场上的压力传感器其测量精度均远远优于其前几代的产品。

　　随着集成电路技术、半导体应用技术、材料制造技术等的进步，出现了各类新型的压力传感器。这中间最具代表的是光学压力传感器，其具有灵敏度高、响应速度快、动态范围大、防电磁场干扰、超高压绝缘、无源性、阻燃防爆、体积小、机械强度大、可灵活柔性挠曲、材料资源丰富等优点。

　　其中产品之一是布拉格光栅压力传感器，测量原理是基于以菲涅尔反射为基础的布拉格光栅（Bragg Grating），通过检测由被测介质施加压力于光导纤维上所引起的光导纤维的应变量的改变来测量对应的压力量。另一种也是基于光相位变化的原理，借助于成熟的双光束式马赫-泽德光纤干涉仪或多光束式法布里-珀罗光纤干涉仪，实现介质压力测量的光纤压力传感器。

　　新型的压力传感器不仅能满足高温、高黏度、强腐蚀等特殊介质的压力测量，抗环境干扰能力也在不断提高。尤其是微电子技术、微机械加工技术、纳米技术的发展，压力测量传感器正朝着高灵敏度、高精确度、高可靠性、响应速度快、宽温度范围方向发展，产品越来越小型化、多功能化、智能化。

　　转载请注明来源：赛斯维传感器网（www.sensorway.cn）

     如果本文收录的图片文字侵犯了您的权益，请及时与我们联系，我们将在24内核实删除，谢谢！