溅射薄膜压力变送器的工作原理和应用领域

在现代工业和科技应用中，压力变送器是不可或缺的关键元件之一。而在特定环境下，如受到高强度震动冲击、高温高压等极端条件的影响时，溅射薄膜压力变送器就显得尤为重要。溅射薄膜技术是一种先进的制造工艺，它为压力变送器的性能和可靠性提供了关键保障。本文将深入介绍溅射薄膜压力变送器的工作原理、制造工艺以及在各个领域中的广泛应用。通过了解这一先进技术的原理和特点，我们将更好地理解其在工程实践中的实际应用，为解决复杂环境下的压力测量问题提供有力支持。

01产品介绍

CYB4300系列压力变送器是一种棒状小外形压力变送器。采用高可靠金属溅射薄膜芯体作为敏感核心，经过温度补偿、数字电路修正和信号调理，输出标准的工业应用和组网信号。介质测量部分为17-4PH弹性不锈钢，具有良好的耐介质性能。

CYB4300系列压力变送器经过精心设计、元器件筛选、工艺验证固化、循环加载去应力、老炼、环境模拟测试等过程，保障每只产品稳定可靠。

02基本特性

溅射薄膜压力传感器特点

溅射薄膜压力传感器是近二十余年来薄膜技术与半导体技术综合而发展起来的高稳定品种。它的压力敏感芯体是利用离子束溅射成膜设备在高强度耐蚀不锈钢沉淀绝缘及敏感薄膜，取代传统粘贴式有机化合基底及金属敏感栅，然后溅射保护膜保护敏感膜而形成的。其次薄膜压力传感器是通过激光焊接或等离子焊接的办法将敏感芯体和不锈钢压力接嘴焊接成一个整体，因此溅射薄膜压力传感器具有以下特点：

1.长期稳定性好、工作温度宽、精度高、重复性好。

2.耐高强度震动和冲击、不泄漏、耐腐蚀。

3.温度特性好。

4.测量真实、频响高。

工作原理

图1 薄膜压力传感器的功能示意图

图2 合金薄膜压力传感器膜层结构

图3 芯片感测原理图

薄膜压力传感器的主要组成部分：基体、转换元件以及信号调理电路等，如图1 所示。

合金薄膜压力传感器一般采用溅射、蒸镀等方法把合金沉积 在弹性基体上，具体膜层结构如图 2 所示。薄膜电阻层通过感受弹性元件的应变而产生相应电阻变化，通过信号调理电路输出相应的电压信号，从而完成非电量到电量的转换。

在敏感电阻和弹性体之间采用薄膜工艺淀积了绝缘介质薄膜用于隔离。金属弹性体上的典型薄膜结构分为四层，其中最底层是绝缘膜，上层依次为淀积电阻膜，和为确保惠斯顿电桥桥臂电阻稳定可靠的引线电极金膜和钝化保护膜，如图3a所示。图3b所示为应变电阻组成的惠斯顿电桥。溅射薄膜式压力传感器的工作原理为：当被测介质压力（P1）作用于弹性不锈钢膜片一侧时，弹性膜片受到压力作用产生变形，位于另一面的惠斯顿电桥桥臂电阻薄膜的几何尺寸发生相应的变形，阻值随之相应改变，电桥因阻值改变而产生与压力成线性比例的输出信号，将此信号经放大调节等处理，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。

03应用领域

冶金

化工

燃气管网

石油管道

煤炭

航运航天

炼油

自动控制

审核编辑：汤梓红