发布于：2008/6/4 9:32:40 | 906 次阅读
引 言
谐振式石英晶体压力传感器以其高，良好的长期稳定性广泛应用于气压与高度测量、压力自动校准以及精密过程控制等。这种高石英晶体压力传感器在结构形式上主要有2种形式，一种是厚膜切变模式，将石英晶体加工成透镜模式，在透镜上制作电极，利用其振动频率与所受压力的变化关系来检测压力的大小，这种传感器对透镜和电极的加工工艺要求很高，产品制造难度大，现已逐渐被其他结构取代；另一种是以石英谐振梁为力敏元件，用波登管或金属膜盒来感受压力，并将压力转换成力作用到谐振梁上，谐振梁的频率随作用压力变化而变化，利用谐振梁的频率变化来检测被测压力的大小。这种压力传感器结构较为复杂，对材料和制造工艺都要求很高，目前，国际上仅有少数几家公司掌握了其关键技术，能够批量提供产品。针对该传感器的制造难题，本文提出了研制全石英压力敏感元件的压力传感器，用石英弹性膜片替代复杂的金属弹性元件，降低制作难度，实现传感器小型化。
1传感器的结构与工作原理
石英谐振式压力传感器主要由压力敏感元件和激振电路组成。传感器的结构如图1所示，包括压力接口、压力敏感元件和壳体等。压力敏感元件是传感器的，它包括弹性膜片和音叉式力敏谐振器。当压力作用于弹性膜片时，使膜片产生变形，导致膜片沿直径方向产生拉力或压力，并将该力作用到谐振梁上，谐振梁的频率随作用力变化而变化，利用谐振梁的频率变化来检测被测压力的大小。压力敏感元件各部均由石英晶体材料制成。石英力敏谐振器通过光刻和化学腐蚀工艺加工完成，并采用烧结工艺装配到弹性膜片上，然后，在真空条件下，将弹性膜片烧结到已研磨出空腔的基座上，在完成基座与弹性膜片烧结同时也形成了真空参考力腔，这即符合制作绝压传感器的设计要求，又满足了谐振器的真空工作环境需要。
式中 L，t和b分别为谐振梁的长、宽和厚度；E和p分别为弹性模量和密度；f0为中心谐振频率。在一阶振动模式，两端固定条件下，常数a0和as分别为1.026和0.294。
2石英力敏谐振器制作
石英力敏谐振器是由2个外侧的支撑梁和2个内侧谐振梁构成，电极分布在谐振梁上，且分布在谐振梁的上下表面与侧面，支撑梁上没有电极。利用铜镀层掩蔽，采用各向异性腐蚀液对石英晶体进行刻蚀。采用旋转蒸发方式蒸电极层，侧面电极通过增加特制侧面光源进行光刻，这样，就解决了侧电极制作难题。完成光刻的谐振器需要进行温度循环处理，减少残余应力。力敏谐振器的工艺流程如图4所示。
通过上述过程制出梁的宽度为190μm，2根梁的间距为160μm，梁的长度为4.96 mm的力敏谐振器，其量程为0～150 gf，中心频率为(40±4)kHz，为0.05％，满量程输出为(1.2±0.24)kHz。
3压力敏感元件装配
传感器压力敏感元件结构如图5所示。采用研磨方法加工出压力敏感元件基座的圆形空腔体，由于圆形空腔体的直径与弹性膜片厚度决定了传感器的量程，因此，在加工过程中应严格控制腔体直径。如腔体直径尺寸偏大，则降低量程；反之，则会使量程增大。对研磨后的表面采用各向同性腐蚀液来去除表面由于研磨导致的损伤层，减少机械残余应力。
力敏谐振器与弹性膜片用玻璃粉烧结到一起，使其形成刚性连接。由于力敏谐振器在膜片上的位置直接影响传感器的输出与，为此，在烧结过程中采用专用夹具防止谐振器在烧结过程中产生滑移，这也是压力敏感元件制作过程中的关键工艺之一。
基座与弹性膜片之间采用玻璃粉烧结在一起，该烧结过程是在真空条件下进行的。这样，既实现了弹性膜片与基座之间形成刚性连接，又实现了压力腔体的真空密封，从而完成了传感器的真空封装。为保证传感器的，在烧结过程中仍需使谐振器处于空腔的中心位置，为此，采用了专用夹具。
将压力敏感元件、传感器激振电路和壳体进行装配，这样，就完成传感器的制作。
4标定测试
在室温条件下，对传感器施加10 V直流电压，进行静态标定，表1给出了1#传感器的典型标定数据，表2给出了2#传感器静态标定数据。
从表1和表2中可以看出：传感器的满量程输出分别为1.1461kHz和1.1599kHz，用每个测量点的正反行程平均值作为标准值计算，传感器优于0.05％。
5结束语
在谐振式石英晶体压力传感器研制中，采用石英晶体材料制作弹性膜片，解决了该传感器结构复杂，制作工艺难度大等技术难题。研制出的传感器具有结构简单、高、体积小等，其量程为0～120kPa，中心频率为(40+4)kHz，为0.05％，适用于高压力测量要求。
近年来智能网联汽车快速发展，新技术不断涌现，与相关产业融合度持续提升，正在推动全球汽车产业发生深刻变革。为应对此种形势，欧、美、日等汽车工业发达国家和地区都加大了智能网联汽车的国际标准法规协调的参与力度，在联合国世界车辆法规论坛(UN/WP.29)和国际标准化组织(ISO)层面，智能网联汽车相关国际标准法规协调活动正快速推进。 为更有效地支撑上述组织的国际标准法规协调活动，2017年全国汽车标准
0215jiejie
|
发布于：2022-12-01
0评论
0赞
据苹果官网，苹果推出搭载M2芯片的新款iPadPro。 11英寸wifi版起售价为799美元，wifi+蜂窝网络版起售价为999美元；12.9英寸wifi版起售价为1099美元，wifi+蜂窝网络版起售价为1299美元。
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
全球五大车展之一巴黎车展时隔四年再度启幕。在这场被视为“全球汽车行业风向标”的盛会上，国内外汽车品牌云集，长城汽车、比亚迪等再次领衔中国汽车出海。 长城汽车欧洲区域总裁孟祥军表示：“欧洲是长城汽车最重要的海外市场之一，巴黎车展是长城汽车向欧洲市场展示GWM品牌和产品的最佳机会。长城汽车正在研究汽车行业碳排放的整个生命周期，到2025年，将推出50多款新能源产品，全力支持可再生能源使用，为全球用户
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
针对通配烟弹厂商的一系列诉讼的结果，将对生产通配烟弹的品牌未来在电子烟行业的发展产生深远影响。 10月1日，《电子烟强制性国家标准》正式实施，中国电子烟监管全面生效。而在电子烟行业进入规范化、法治化阶段前夕，一场围绕着通配烟弹的争论在行业里发酵。 “通配”是电子烟从业者约定俗成的概念。换弹式电子烟由烟杆和烟弹组成，“通配”烟弹指的是非品牌商生产、可与品牌烟杆匹配使用的烟弹。多位业内人士表示，被
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
采用金属感应引脚，专用于大电流应用中进行精确测量 全新分流电阻器专为电池管理系统、大电流工业控制和电动汽车充电站 提供高可靠性、高成本效益的解决方案 美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商，宣布新增12款CSM2F系列功率分流电阻器，扩展其产品组合。全新系列采用铆接通孔金属传感引脚，可满足大电流应用中对电压测试点精确定位日益增长的需求。最新型Bourns?CSM2F系列分流电阻器
0215jiejie
|
发布于：2022-10-18
0评论
0赞
元宇宙是个筐，啥都往里装，但区别在于有的像聚宝盆，有的像垃圾桶。国庆假期刚结束，中青宝“90后”董事长李逸伦便亲自上阵，玩起了元宇宙婚礼。靠着老板首秀和代言，中青宝顺势推出“MetaLove元囍”App，正式进军元宇宙婚礼赛道。 就产品而言，如同其他元宇宙产品，李逸伦的元宇宙婚礼“新奇与吐槽齐飞”：有人说是有趣的尝试，有人则认为像QQ炫舞结婚系统。要知道，QQ炫舞是一款推出了十余年的老游戏。
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
截至8月末，中国5G基站总数达210.2万个，中国5G发展已经进入下半场。随着5G加速融入千行百业，互动直播、vCDN、安防监控等场景率先大规模落地，车联网、云游戏、工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景也快速走向成熟，这些更大流量、更低时延、更高性能的场景涌现，对边缘计算的刚性需求势必爆发。 GrandViewResearch预测，即使在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球的背景下，边缘计算和5G网络市
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”
商务部新闻发言人10日就美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”应询答记者问。 有记者问：近日，美国商务部在半导体制造和先进计算等领域对华升级出口管制措施。同时，在将9家中国实体移出“未经验证清单”过程中，又将31家中国实体列入，请问中方对此有何回应？ 对此，商务部新闻发言人回应称，中方注意到相关情况。首先，通过中美双方前一阶段共同努力，9家中国实体zui终
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
今年1月，奔驰带来了VISIONEQSS概念车，其中控台采用了一块完全无缝的47.5英寸曲面显示屏，横贯整个A柱，令人印象深刻。今天，TCL华星正式官宣与奔驰达成合作，并认领了VISIONEQSS上这块全球首款横贯整个A柱曲面的车载显示屏。 根据TCL介绍，这款显示屏采用了完全无缝的超薄一体化设计，将仪表盘、中控与副驾娱乐显示融为一体，并能够与3D实时导航系统相辅相成。 同时，这块显示屏还采用
0215jiejie
|
发布于：2022-10-12
0评论
0赞
国庆假期后首日开盘，上证综指时隔5个月再次失守3000点，与此同时，半导体板块也再度走低，其中，北方华创、雅克科技等个股跌停。10月11日早盘期间，半导体板块持续下挫，北方华创、雅克科技再度跌停。截至下午收盘，北方华创、雅克科技维持跌停状态，华海清科、拓荆科技-U、盛美上海、清溢光电、海光信息的跌幅则超10%。同日，半导体板块中的119只个股中超五成呈现下跌趋势。 在半导体板块遭遇下挫的同时，北
0215jiejie
|
发布于：2022-10-12
0评论
0赞
//评论区