這幾天有客戶來(lái)電詢問(wèn)我減少壓力變送器的漂移的方法，我跟技術(shù)部門探討了一下，本著實(shí)事求是的原則，在圖書館找了相關(guān)文獻(xiàn)。總結(jié)了部分原因及解決辦法，然后告知了客戶，客戶很滿意。
壓力傳感器發(fā)展的初期，擴(kuò)散硅芯片和金屬基座之間用玻璃粉封接，缺點(diǎn)是壓力芯片的周圍存在著較大的應(yīng)力，即使經(jīng)過(guò)退火處理，應(yīng)力也不能*消除。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，由于金屬、玻璃和擴(kuò)散硅芯片熱澎脹系數(shù)的不同，會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，使 溫度變送器 的零點(diǎn)發(fā)生漂移。這就是為什么傳感器的零點(diǎn)熱漂移要比芯片的零點(diǎn)熱漂移大得多的原因。采用銀漿和接線柱焊接，處理不好，容易造成接點(diǎn)電阻不穩(wěn)定。特別是在溫度發(fā)生變化時(shí)，接觸電阻更易變化，這些因素是造成傳感器零點(diǎn)時(shí)漂、溫漂大的原因。
擴(kuò)散硅和基座之間采用金硅共熔封接，因?yàn)?溫度變送器 應(yīng)力小，引壓管是玻璃管將之燒結(jié)到硅環(huán)上，玻璃管和底座用高溫膠粘接，為測(cè)表壓，在玻璃管外粘接一金屬管，通到大氣中。擴(kuò)散硅電阻條組成惠斯登電橋，用高摻雜的方法形成導(dǎo)電書，將電橋和分布在周邊的鋁電極可靠地連接起來(lái)，而不采用通常蒸鋁，反刻形成鋁帶的方法，這樣做有助于減小傳感器的滯后，鋁電極和接線柱之間用金絲壓焊和超聲焊，使接點(diǎn)處的電阻比較穩(wěn)定。
金硅共熔
共熔封接的機(jī)制是形成低溫液體，從而提供原子一原子接觸。大多數(shù)的金屬系統(tǒng)至少有一種混合物，它的熔點(diǎn)比組成這種系統(tǒng)的任何一種金屬本身的熔點(diǎn)低，這種低熔點(diǎn)的混合物稱為共熔混合物，其熔解溫度稱為共熔溫度。zui常用的有金硅熔和金錫共熔。金的熔點(diǎn)1063℃ ，硅的熔點(diǎn)1404℃ 。當(dāng)混合物中金硅的成分分別是69％、31％時(shí)，混合物有zui低的熔點(diǎn)（370℃ ）。熔點(diǎn)隨混合物成份變化的典型曲線如圖2所示。共熔封接時(shí)，加熱400℃ ，加2MPa左右的壓力，這種方法操作簡(jiǎn)單，便于大批量生產(chǎn)。
熱壓焊和超聲焊
半導(dǎo)體上惠斯頓電橋的鋁電極和接線柱之間要用金絲連接，焊接溫度變送器有兩種方法：熱壓焊用于金絲，超聲焊用于鋁， 用金絲時(shí)采用熱壓焊和超聲焊效果更好。熱壓焊的機(jī)制是低溫?cái)U(kuò)散和塑性流動(dòng)。對(duì)后者，由于發(fā)生了固態(tài)擴(kuò)散鍵合，提供了原子一原子間的密切接觸。超聲焊接的機(jī)制是塑性變形和擦洗相結(jié)合。在超聲波作用下，在晶格處，特別是溫度變送器在晶格錯(cuò)位和其它有缺陷的地方吸收超聲波能量，晶格的剛性減小，在加小壓力的情況下，產(chǎn)生較大的變形。熱壓超聲焊，外加壓力比較小，對(duì)表面的清潔度要求不嚴(yán)格，焊接過(guò)程的工作溫度很低，能夠保證接點(diǎn)有良好的接觸。
固體運(yùn)載火箭和其它宇航裝置對(duì) 溫度變送器 往有些特殊要求，例如， 抗惡劣環(huán)境能力強(qiáng)，功耗小，準(zhǔn)確度高、熱漂移小、過(guò)負(fù)荷能力強(qiáng)，輸出電壓高，輸出阻抗低，抗電源波動(dòng)能力強(qiáng)等。為了滿足這些要求，除了在 溫度變送器 的結(jié)構(gòu)和加工工藝上采取有效措施外，我們也用外電路進(jìn)行零位和靈敏度的溫度補(bǔ)償。
15v單電源供電，經(jīng)穩(wěn)壓后變成9V，為放大器和恒流源供電， 溫度變送器 經(jīng)溫度補(bǔ)償后，壓力信號(hào)由放大器放大到5V，經(jīng)阻抗變換后輸出，經(jīng)測(cè)試，輸出阻抗為20Ω具有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。零位溫度補(bǔ)償采用已成熟的申并聯(lián)的方法。靈敏度的溫度補(bǔ)償采用溫度系數(shù)可調(diào)的恒流源。
首先用試驗(yàn)的方法測(cè)得傳感器四個(gè)橋臂的電阻和溫度系數(shù)，然后用文獻(xiàn)給定的判別式和公式計(jì)算申并聯(lián)電阻的數(shù)值，并確定其連接的位置。靈敏度的溫度系數(shù)是負(fù)數(shù)，園此采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻進(jìn)行補(bǔ)償傳感器的電壓信號(hào)通過(guò)溫度變送器放大器放大，滿量程時(shí)為5v，zui后由阻抗變換器輸出。
電流輸出壓力變送器。
在過(guò)去的幾年時(shí)間里，我們?cè)趬毫ψ兯推餮芯糠矫娴呐χ饕性谠黾涌煽啃院吞岣叻€(wěn)定性上。依靠硅的微機(jī)械加工技術(shù)的不斷改進(jìn)和采用穩(wěn)定度高的集成的外電路，再加上日益*的封裝技術(shù)，使壓力變送器的結(jié)構(gòu)更趨合理，可靠性．穩(wěn)定性太幅度提高。今后隨著硅的微加工技術(shù)的發(fā)展，各種具有智能功能的壓力變送器會(huì)大量投放市場(chǎng)，滿足科研和工業(yè)生產(chǎn)方面的需要。除非特別注明，儀表展覽網(wǎng)文章均為原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明：變送器：。
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