[實用新型]一種高溫微壓壓力傳感器及其測量系統

有效

• 申請號: 201920177536.9
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN209589335U
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 冒曉莉;吳其宇;張加宏
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01L9/06
• 分類號: G01L9/06;G01L19/08;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

1.一種高溫微壓壓力傳感器，其特征在于：包括傳感器芯片、左側補償電路、右側補償電路、供電電極對、信號檢測引出電極對、底部支撐層及外圍封裝；

傳感器芯片包括由下至上依次疊置的硅底層、二氧化硅絕緣層、碳化硅頂層，以及最上層的腔體密封層；硅底層下部設有凹槽，凹槽上方的硅底層部分以及二氧化硅絕緣層共同構成傳感器芯片的受力應變薄膜；腔體密封層下部設有能容納電阻元器件的凹槽，凹槽中心設有凸起部位；腔體密封層與二氧化硅絕緣層中間延伸出作為應變薄膜上的電路與補償電路相連的鋁金屬引腳，經由金絲分別連通左側、右側補償電路，通過供電電極對與信號檢測引出電極對輸入輸出電壓；

底部支撐層位于傳感器芯片底部，且中間設有通氣孔；

外圍封裝包括不銹鋼底部和塑料外殼，不銹鋼底部中心設有金屬通氣管道，與底部支撐層中間的通氣孔相連，不銹鋼底部上還設置有傳感器接口，作為輸入供電電壓與測量輸出信號的引腳；塑料外殼為圓柱型無底部的結構，其與不銹鋼底部結合，將傳感器芯片罩設起來。

2.如權利要求1所述的高溫微壓壓力傳感器，其特征在于：所述左側補償電路、右側補償電路分別位于傳感器芯片的左右兩側，并固定于塑料管上，其供電電極對、信號檢測引出電極對通過塑料管由銅絲通至外界。

3.如權利要求1所述的高溫微壓壓力傳感器，其特征在于：所述受力應變薄膜上方放置十字梁結構，十字梁結構中嵌入有4個壓敏電阻，分別位于十字梁結構的4個端部。

4.如權利要求3所述的高溫微壓壓力傳感器，其特征在于：所述壓敏電阻采用摻硼納米碳化硅，結構為折疊型；左右壓敏電阻均沿縱向放置，上下壓敏電阻均沿橫向放置，每個壓敏電阻內部均呈分段形式，斷開部位以鋁金屬連接。

5.一種測量系統，用于測量如權利要求1所述的高溫微壓壓力傳感器；其特征在于：包括直流電源、信號采集電路和信號處理電路；

直流電源通過供電電極向傳感器提供基準恒壓源，并向信號采集電路和信號處理電路提供工作電源；

信號采集電路的輸入端連接傳感器的信號檢測引出電極對，對信號進行預處理后送入信號處理電路；

信號處理電路對信號采集電路的輸入信號進行處理后，得到氣壓值并進行顯示。

6.如權利要求5所述的測量系統，其特征在于：所述信號采集電路包括相串聯的濾波電路和放大電路，濾波電路的輸入端連接傳感器的信號檢測引出電極對，放大電路的輸出端連接信號處理電路。

7.如權利要求5所述的測量系統，其特征在于：所述信號處理電路包括AD轉換器、STM32微處理器、藍牙模塊和OLED顯示器，其中，AD轉換器的輸入端連接信號采集電路中的輸出端，AD轉換器的輸出端連接STM32微處理器，STM32微處理器對信號采集電路采集到的傳感器信號進行處理得出對應的氣壓值并控制OLED顯示器進行顯示。