高温大压力传感器研究现状与发展趋势
压力控制技术的国内外研究现状
压力控制技术：研究现状与应用展望1. 压力传感器技术国内外的压力传感器技术都已发展到一定水平，实现了高精度、高稳定性和快速响应。
薄膜应变技术、MEMS技术以及陶瓷材料的应用是当前传感器技术的热点。
同时，新型的压力传感器也在不断发展，如光纤压力传感器和红外压力传感器等。
2. 压力控制算法研究在压力控制算法方面，传统的PID控制算法仍然是最常用的方法。
然而，随着人工智能和机器学习的发展，许多新的控制算法也被应用到压力控制中，如模糊逻辑控制、神经网络控制和深度学习等。
这些算法能够处理复杂的非线性过程，提高压力控制的精度和稳定性。
3. 压力控制系统设计在压力控制系统设计方面，现代化的控制系统趋向于集成化、模块化和智能化。
此外，远程控制和监控技术也被广泛应用于压力控制系统中，使得系统的维护和调试更加方便。
4. 压力控制技术的应用压力控制技术在许多领域都有广泛的应用，如工业过程控制、航空航天、医疗设备、汽车工业等。
例如，在汽车工业中，压力控制技术用于控制燃油喷射、气瓶压力以及刹车系统等。
5. 压力控制技术的挑战与展望尽管压力控制技术已经取得了很大的进展，但仍面临一些挑战，如高精度控制、快速响应、稳定性以及适应复杂环境的能力等。
未来的压力控制技术将更加注重智能化、自适应和绿色环保。
6. 压力控制技术的发展趋势未来压力控制技术的发展趋势包括：更高精度的传感器和执行器、更先进的控制算法、物联网和云计算技术的应用、以及与其他先进技术的融合。
例如，将机器学习算法应用于压力控制，可以实现自适应的压力调节；将压力控制系统与工业物联网结合，可以实现远程监控和优化。
7. 压力控制技术的优缺点分析压力控制技术的优点包括：可以实现高精度、快速响应的压力调节；可以有效抑制压力波动，提高产品质量；可以远程监控和故障诊断等。
然而，压力控制技术也存在一些缺点，如对硬件和软件的要求较高、成本较高、以及在复杂环境下的稳定性问题等。
8. 压力控制技术的实际应用案例在实际应用中，压力控制技术已经取得了显著的成果。
压力传感器行业相关行业市场运行综合分析
压力传感器行业相关行业市场运行综合分析一、全球压力传感器行业市场概况目前，全球压力传感器行业市场处于快速增长阶段，呈现出以下几个特点：1.市场规模逐年扩大：随着工业自动化需求的增加，压力传感器的市场规模逐年扩大。
根据市场研究公司的数据，2024年全球压力传感器市场规模约为100亿美元，预计到2025年将达到150亿美元。
2.技术创新促使市场增长：随着科技的不断进步，压力传感器的技术不断创新，包括微型化、高精度化、低功耗化等方向的研发。
这些新技术的应用推动市场需求的增长。
3.应用领域广泛：压力传感器广泛应用于工业自动化、汽车、消费电子、医疗设备、航空航天等众多领域，其中工业自动化是最主要的应用领域。
工业自动化的市场需求受到工厂自动化程度提高的推动。
4.市场竞争激烈：全球压力传感器市场竞争激烈，主要厂商包括霍尼韦尔、贝壳逊、艾默生、西门子等。
这些公司通过技术创新、产品质量和售后服务等方面进行竞争，市场份额分配不平衡。
二、压力传感器行业的相关行业市场运行情况1.工业自动化行业：工业自动化行业是压力传感器的主要应用领域，市场需求旺盛。
随着工厂自动化程度提高，对压力传感器的需求量增加。
特别是在化工、石油、电力、机械制造等行业，压力传感器起到了关键的作用。
2.汽车行业：汽车行业是压力传感器的另一个重要应用领域，主要应用于汽车发动机、制动系统、排放控制等方面。
随着汽车产量的增加和汽车电子技术的发展，对压力传感器的需求也在增长。
3.消费电子行业：消费电子行业对压力传感器的需求主要集中在智能手机、平板电脑等移动设备的压力感应功能中。
随着移动设备的广泛普及，压力传感器的市场需求也在不断增长。
4.医疗设备行业：医疗设备行业是压力传感器的一个重要应用领域，主要用于血压计、呼吸机、输液泵等设备中。
随着人们对医疗保健的重视和医疗设备市场的发展，压力传感器在该行业的市场需求也在增长。
5.航空航天行业：航空航天行业对压力传感器的需求主要集中在飞机发动机、气动系统等方面。
压力传感器的现状及发展状况
压力传感器的现状及发展状况一、压力传感器的现状1.市场需求方面压力传感器的市场需求稳定增长。
随着工业自动化水平的提高和对生产过程的精确控制要求加强，压力传感器在工业领域的应用呈现出快速增长的趋势。
另外，汽车行业对于安全性能和燃油经济性的要求也推动了压力传感器市场的发展。
2.技术水平方面压力传感器的技术水平不断提高。
现代压力传感器采用的是微型电子器件，具有高精度、高灵敏度、高稳定性等特点。
同时，随着电子技术的进步，压力传感器不断增加了信号处理和数据传输的功能，从而提高了测量精度和稳定性。
3.应用领域方面压力传感器的应用领域越来越广泛。
目前，压力传感器广泛应用于工业自动化、汽车制造、医疗设备、航空航天等领域。
例如，在汽车领域，压力传感器用于发动机燃油系统的压力监测和控制，以及轮胎压力的监测；在医疗领域，压力传感器用于呼吸机、输液泵等设备的控制和监测。
二、压力传感器的发展状况1.微型化和集成化随着技术的进步，压力传感器正朝着微型化和集成化的方向发展。
微型化使得传感器更加便携和易于安装；而集成化使得传感器更加智能化和功能完善。
例如，一些新型压力传感器已经集成了温度传感器和湿度传感器等功能，可以实现多参数测量。
2.精度和可靠性提高压力传感器的精度和可靠性是产业发展的关键因素。
随着技术的提升，压力传感器的测量精度不断提高，达到了毫巴甚至微巴级别的精度。
另外，采用了一些新的材料和工艺，使得传感器的可靠性大幅度提高，能够适应各种严苛的环境条件。
3.无线传输技术应用近年来，无线传输技术在压力传感器中的应用越来越广泛。
通过采用无线传输技术，传感器可以实现无线远程监测和控制，减少了传感器与接收设备之间的布线和安装成本。
同时，无线传输技术也扩展了传感器的应用范围，使得传感器能够应用于更远距离和复杂环境中。
4.新材料和新技术的应用随着材料科学和制造技术的不断进步，压力传感器的制作材料也发生了变化。
例如，纳米材料的应用使得传感器更加敏感和反应速度更快；新的制造技术使得传感器的制作成本降低。
新型传感器的研究现状及未来发展趋势
新型传感器的研究现状及未来发展趋势传感器是一种现代化技术所必需的元件，它能够将各种物理量转化为电信号。
传感器的应用范围广泛，例如自动化生产、交通运输、医疗诊断、安全监测等领域，因此传感器技术的发展对现代化生产、生活、科学技术的发展有着非常重要的作用。
传感器的种类很多，根据测量的物理量不同，可以分为温度传感器、压力传感器、流量传感器、湿度传感器、加速度传感器、光学传感器等等。
在这些传感器中，新型传感器是一种备受关注的技术。
一、新型传感器的研究现状1. MEMS技术传感器MEMS是微电子机械系统（Micro-Electro-Mechanical System）的缩写，它是一种微型化的电气机械系统，它能够将机械元件和电子元件进行集成化处理。
因此，MEMS技术传感器的优势在于体积很小、功耗低、响应速度快、可靠性高、价格便宜等等。
如今，MEMS技术传感器的应用已经非常广泛，例如手机中的加速度传感器、陀螺仪、磁力计、压力传感器等等，这些传感器的应用大大提升了手机的功能和用户体验。
2. 光纤传感器光纤传感器是一种基于光学原理的传感器，它使用光的传输来测量物理量。
与传统传感器相比，光纤传感器具有很多优势，例如高灵敏度、抗干扰能力强、安全可靠、经济实用，能够实现长距离传递、分布式检测等等。
目前，光纤传感器主要应用在石油天然气、交通运输、环境监测、生命科学等领域。
例如，在石油天然气开采中，光纤传感器可以测量油井的温度、压力、流量等参数，可以帮助确定油井的产量和工作状态，并且可以提高油井的生产效率。
3. 生物传感器生物传感器主要是应用在医疗诊断领域中的，它能够检测人体内的生物分子、细胞和组织等信息。
例如，可以测量血液中的血糖、白细胞计数、酸碱度等指标，可以帮助医生进行疾病的诊断和治疗。
目前，生物传感器技术发展非常迅速，尤其是以DNA、RNA 等为基础的生物传感器，它可以快速、准确地检测病原体、基因变异等信息，有望成为未来医疗诊断中的主要手段。
2024年压力测量仪表市场发展现状
2024年压力测量仪表市场发展现状引言压力测量仪表是工业领域中常用的一种测量仪器，用于监测和测量各种介质的压力。
随着工业技术的不断发展和创新，压力测量仪表市场也在不断扩大和发展。
本文将对当前压力测量仪表市场的发展现状进行分析和总结，并探讨未来发展趋势。
市场规模及增长趋势压力测量仪表市场规模在过去几年内持续增长。
预计在未来几年中，该市场还将保持稳定增长。
这主要归因于以下几个因素：1.工业生产的增长：随着全球各国工业化进程的加速，工业生产的规模和需求也在不断扩大。
这导致了对压力测量仪表的需求增加，以监测和控制工业生产中的各种介质的压力。
2.技术创新：随着科技的不断进步，压力测量仪表的技术也在不断创新和发展。
例如，引入了更加精准和可靠的数字式压力传感器，使得压力测量更加准确和方便。
3.质量和安全要求的提高：在各个行业中，对产品质量和安全性的要求越来越高。
压力测量仪表作为关键的监测仪器，在工业过程中的重要性日益凸显。
因此，市场对高质量和可靠性能的压力测量仪表的需求也在增加。
市场竞争格局目前，全球压力测量仪表市场存在着激烈的竞争格局。
主要的竞争者包括国际知名的仪器仪表公司和当地的压力仪表制造商。
这些竞争者通过不同的策略来争夺市场份额，包括：1.技术创新：不断进行研发和技术创新，推出更加先进和高性能的产品，以满足不同行业的需求。
2.产品差异化：通过设计独特的产品特点和功能，与竞争对手区别开来。
3.价格竞争：在市场竞争激烈的情况下，一些压力仪表制造商选择通过降低价格来争夺市场份额。
4.售后服务：提供及时、高效的售后服务，帮助客户解决问题并建立长期的合作关系。
市场发展趋势随着工业技术的不断进步和市场需求的变化，压力测量仪表市场将出现以下几个发展趋势：1.数字化和自动化：随着智能制造和工业自动化的推进，对数字化和自动化压力测量仪表的需求将增加。
这些仪表具有更高的精度和可靠性，并能够与工业控制系统相连。
2.绿色环保：在全球环境保护意识的提高下，对绿色环保型压力测量仪表的需求也在增加。
2024年压力传感器市场前景分析
2024年压力传感器市场前景分析引言压力传感器是一种重要的测量设备，广泛应用于各个行业中的自动化系统中。
随着工业自动化和智能化的不断发展，压力传感器市场面临着巨大的发展机遇。
本文将分析压力传感器市场的前景，并探讨其将来的发展趋势。
市场规模分析根据市场研究数据，压力传感器市场在过去几年中保持了稳定的增长。
据预测，未来几年内，压力传感器市场将继续以较快的速度增长。
这主要受以下因素的影响：1.工业自动化的增长：随着工业自动化的不断推进，压力传感器在工业生产中的需求也越来越大。
自动化系统对于压力监测的需求推动了压力传感器市场的增长。
2.汽车工业的需求：压力传感器在汽车工业中具有广泛的应用，如发动机控制系统、刹车系统和轮胎压力监测系统。
随着汽车工业的快速发展，对压力传感器的需求也在增加。
3.医疗设备的发展：现代医疗技术对于精确的压力监测有着严格的要求。
压力传感器在医疗设备中的应用日益普及，如呼吸机、血压监测设备等。
随着医疗设备市场的发展，压力传感器市场也将迎来新的机遇。
压力传感器市场根据应用行业的不同，可以分为以下几个主要领域：1.工业领域：工业领域是压力传感器的主要应用领域之一。
包括制造业、石油化工、能源、水处理等行业。
这些行业对于精确的压力监测有着很高的需求，因此对于压力传感器的需求也相对较大。
2.汽车领域：随着汽车工业的发展，压力传感器在汽车领域中的应用越来越广泛。
现在的汽车中普遍采用了压力传感器来实现发动机控制、刹车系统和轮胎压力监测等功能。
3.医疗领域：压力传感器在医疗领域中的应用也呈现出较快的增长。
医疗设备对于精确的压力监测有着很高的要求，因此对于高精度、稳定性好的压力传感器的需求也越来越大。
4.其他领域：压力传感器还广泛应用于环境监测、航空航天、农业等领域。
随着这些行业的发展，对于压力传感器的需求也将继续增长。
市场竞争分析压力传感器市场竞争激烈，主要厂商包括欧姆龙、西门子、Honeywell、施耐德电气等。
传感器技术的研究现状与发展前景
国内外研究与应用现状。生物传感器的研制和开发在全球学术界都 具有巨大的影响力。在国外，现代生物传感器已被详细划分为酶传感器、 细胞传感器、免疫传感器、基因传感器等。
酶传感器，由于酶的纯化困难，加之固化技术影响酶的活性，现代生 物传感技术中采用：（1）多酶体系利用，即对不同化合物采用不同类型的 酶进行最大活性的催化反应，并运用多酶的反馈调节可大大节省原材料 并提高工作效率；（2）固定化底物电极，即使玻璃电极附近的 PH 变化与 酶的活性在一定范围内呈线性关系；（3）酶的电化学固定化，即制作厚度 小、酶含量可控的酶层。
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●新人新作
《经济师》2009 年第 9 期
紫外光电倍增管以及日盲型紫外光电倍增管等多种形式。 紫外告警系统由于性能独特,现在已成为电子战技术开发的新热点,
开创了新型传感技术的又一个颇具影响力与竞争力的领域。目前诸如紫 外告警系统的新型光电传感技术已成为装备量最大的来袭导弹告警系 统之一。
细胞传感器以活细胞作为探测单元，能定性定量地测量和分析未知 物质的信息；并可连续检测和分析细胞在外界刺激下的生理功能。
免疫传感器是利用抗体对抗原的识别并能与抗原结合的功能构成 的生物传感器，根据生物敏感膜产生电位的不同，可分为标记和非标记 免疫传感器。
传感器国内外发展现状
传感器国内外发展现状传感器是现代科技中非常重要的一个组成部分，它们广泛应用于各个领域，包括工业制造、医疗保健、智能家居、物联网等。
然而，由于各种原因，国内外在传感器技术发展方面存在一定的差距。
国外传感器技术的发展相对较早，尤其是发达国家如美国、德国等。
这些国家有着强大的科研实力和创新能力，不断推动着传感器技术向前发展。
目前，国外在传感器技术的研究和应用上具有一定的优势。
首先，在传感器技术方面，国外已经研发出许多先进的传感器产品。
这些产品具有高精度、高灵敏度和高可靠性的特点。
比如，气体传感器可以实现对环境中各种有害气体的检测和监测；压力传感器可以测量和控制各种气体和液体中的压力变化；温度传感器能够精确测量温度值等等。
此外，国外还研发出了许多新型的传感器技术，如光纤传感器、生物传感器、MEMS传感器等，这些传感器在不同领域有着广泛的应用。
其次，在传感器应用领域方面，国外的发展也比较成熟。
工业制造、汽车行业、医疗保健领域是传感器应用的主要领域。
国外的制造业在传感器技术的应用上更加广泛，能够精确地监测和控制生产过程中的各种参数变化。
汽车行业则广泛应用各种传感器来提高安全性和驾驶体验。
医疗保健领域也借助传感器技术来监测患者的健康状况。
但是，国内在传感器技术的发展上也有一定的突破。
近年来，我国政府加大了对科技创新的支持力度，鼓励企业和科研机构加大对传感器技术的研发投入。
国内一些企业也开始在传感器领域进行技术创新，并取得了一些成果。
例如，一些高校和科研机构在MEMS传感器、光纤传感器等领域取得了较好的研究成果。
同时，国内的制造业、医疗保健、智能家居等领域也开始广泛应用传感器技术。
综上所述，国内外在传感器技术发展方面存在一定的差距。
国外在传感器技术的研发和应用上具有较大的优势，但国内也在积极迎头赶上，通过政府的支持和企业的努力，国内传感器技术的发展正在逐步加快。
未来，传感器技术的发展将有望推动各个领域的创新与进步。
压力传感器的研究与应用
压力传感器的研究与应用随着科技的不断进步，传感器逐渐成为了工业，医疗，农业等领域中必不可少的设备。
在这其中，压力传感器是一种非常重要的传感器类型，在各类领域得到了广泛应用。
本文将重点介绍压力传感器的研究与应用情况。
一、压力传感器的定义与原理在介绍压力传感器的研究与应用前，我们需要了解一些基本概念。
压力传感器（Pressure Sensor）是一种将压力参数转换成称为电信号的量的装置。
压力传感器通过测量受力物体表面沿法向的力，采集该力传递给被测试物体内部分部分的应力，然后将应力转化为电信号，达到检测压力的目的。
压力传感器的原理主要有电学原理和机械原理。
电学原理是指通过极电阻效应、电容效应、电位效应等方式感应压力信号，将其转化为电信号。
而机械原理则是通过静压式、差压式、应变式等方式将压力变形成机械变形，进而感应电信号。
二、压力传感器的分类根据传感器的不同物理原理和检测要求，压力传感器可分为多种类型，如压阻传感器、电容式压力传感器、电子压力传感器、微型压力传感器等。
其中压阻传感器是最常用的一种，它利用电学原理将未知的压力采集转化成可读取的电信号。
而电容式传感器、应变片式传感器相对较为复杂，但是也能够更为精确地完成压力检测工作。
三、压力传感器的应用1. 工业领域在工业领域中，压力传感器主要用于测量流体的压力、流量、液位、位移等参数，以及机械制造、自动化、存在和巡检等方面。
例如，在机床加工中，压力传感器可以用于检测切削压力，控制磨削质量；在空气压缩机中，它可以用于监测油压，检测压缩机的工作状态；在汽车工业中，它可以用于检测制动液压力，检测发动机气缸压缩等。
2. 医疗领域在医疗领域中，压力传感器可以应用于各种医学仪器，如血压计、体温计、动脉导管监测器、呼吸机、心电图、药泵等，用于检测病人的生命体征和情况。
3. 农业领域在农业领域中，压力传感器可以用于温室大棚等农业生产环境中的气象参数监测，例如大棚内部的温度、湿度、氧气浓度等参数的检测。
2023年压力传感器行业市场调研报告
2023年压力传感器行业市场调研报告一、行业概述压力传感器是一种将压力信号转换为标准电信号输出的测量仪器，广泛应用于工业、汽车、医疗、环保、航空航天等领域。
随着工业化进程和智能化发展的加速，压力传感器市场逐渐走向成熟，规模不断扩大，消费者对产品品质和价格的要求也逐渐提高。
二、市场规模目前，全球压力传感器市场规模已超过150亿美元。
其中，美国、欧洲和日本为三大市场，市场份额分别为30%、26%和17%。
预计到2025年，全球压力传感器市场规模将达到220亿美元。
中国是全球最大的压力传感器生产国，也是消费市场。
据统计，中国压力传感器市场规模超过30亿元，但与国际品牌相比，国内品牌的市场份额较小。
预计未来5年，中国压力传感器市场规模将稳步增长。
三、市场趋势1.多元化应用场景压力传感器的应用领域多样化，不仅应用于传统的工业制造、汽车制造等领域，也逐渐进入医疗、环保、电子智能等领域，将会推动压力传感器市场的持续增长。
2.智能化技术升级当今压力传感器技术已开始向智能化方向升级，在精度、功耗、抗干扰等方面得到了较大的进展，尤其是微型化、集成化、多功能一体化的智能压力传感器将具有更广泛的应用前景。
3.环保趋势带动市场随着全球环保意识的提高，压力传感器在领域中的应用逐渐被重视。
环保领域需要大量的压力传感器，在水处理、空气质量检测、固体废弃物处理等领域中的应用正在日益扩大。
4.物联网行业迅速崛起物联网市场是未来的趋势，其所依赖的传感器技术也必将在未来得到快速普及。
随着国内物联网的快速崛起，压力传感器在物联网行业中市场前景广阔。
四、市场竞争模式当前压力传感器市场主要分为三类竞争模式：国际品牌、民营企业和国有企业。
国际品牌在市场份额方面占有较大优势，其产品在技术、品质等方面得到较为广泛的认可和信赖。
民营企业在市场份额方面持续增长，其产品在品质、价格等方面存在一定的竞争优势。
国有企业因国家政策支持、品质稳定等优势，在特定领域中客户对于其品牌效应较明显。
智能传感器的研究现状与应用
智能传感器的研究现状与应用近年来，随着物联网、人工智能、大数据等技术的应用，智能传感器成为了研究的热点和发展方向。
这些传感器能够实时感知环境信息，并将数据传输到云端进行分析和处理，从而推动了智能化、自动化、信息化的发展。
本文将介绍智能传感器的研究现状和应用，探讨其在各个领域中的发展和前景。
一、智能传感器的研究现状智能传感器包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、加速度传感器、光照传感器、气体传感器等，它们是物联网系统中的重要组成部分。
随着传感器技术的不断发展，人们对于传感器的要求也越来越高。
现在的传感器不仅要能够感知环境信息，还需要具有实时性、准确性、稳定性、可靠性等特性。
在智能传感器的研究方面，国内外的研究机构和企业积极投入，推动了传感器技术的持续发展。
国内的研究机构如中国科学院、清华大学、南京大学等，均在智能传感器领域取得了重要成果。
在国外，美国的麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校等，也一直在关注和推动传感器技术的发展。
各国的研究机构和企业通过不断的实验和改进，使传感器具备了更高的灵敏度和更广泛的应用范围。
二、智能传感器的应用领域1. 工业领域智能传感器在工业领域的应用较为广泛，可以实现对各种工业设备的在线实时监控和故障诊断，从而提高生产效率和安全性。
例如，通过对机器的振动信号进行采集和分析，可以实现对其运行状态的监测和预测，及时发现设备故障并进行维修，提高设备的可靠性。
2. 农业领域智能传感器在农业领域也有着广泛的应用，可以实现对作物生长环境的有效监测和管理。
例如，通过温度、湿度、光照等传感器的采集，可以实现对作物生长状态的实时监控和预测，提高作物的产量和质量。
3. 健康领域智能传感器在健康领域的应用也在不断扩展。
例如，通过睡眠监测传感器，可以监测人体的睡眠质量和睡眠的深浅，从而为人们的健康提供有力的支持。
除此之外，智能传感器还可以应用于环境监测、智能家居、智能交通等众多领域，为人们提供更加智能化、便捷化、舒适化的生活和服务。
MEMS高温压力传感器若干关键技术的研究
镀膜工艺
薄膜是指存在于衬底上的一层厚度一般为零点几个纳米 到数十微米的薄层材料。薄膜材料种类很多，根据不同 使用目的可以是金属、半导体硅、绝缘体玻璃，陶瓷等。 从导电性考虑，可以使金属、半导体、绝缘体或超体； 从结构考虑，可以是单晶体、多晶体、非晶体或超晶格 材料；从化学组成来考虑，可以使单质、化合物或无机 材料、有机材料等。
实体建模
这里选取的压力传感器芯片的平面几何尺寸如下图所示， 芯片边框的厚度为250μm，弹性膜厚为100μm。如图所 示，内圈区为实际弹性膜区域，外圈的虚线为背面硅杯 窗口。
本文先Pro/E建立好上图所示尺寸的模型，然后把模 型存为IGS文件。IGS是一种被普遍接受的中间标准 格式，用来在不同的CAD和CAE系统之间交换几何 模型。ANSYS的IGS输入能力在工业界是最强的。 在Pro/E建好的模型，如图3-2所示，导入到ANSYS 中。下面所有的模拟都采用“毫米—千克—秒”这 种单位制。
制备薄膜的方法很多，归纳起来有如下几种： 1）气相方法制膜，包括化学气相沉积(CVD)，如热、 光或等离子体CVD，和物理气相沉积(PVD)，如真空蒸 发、溅射镀膜、离子镀膜、分子束外延、离子注入成膜 等； 2）液相方法制膜，包括化学镀、电镀等； 3）其它方法制膜，包括喷涂、印刷、涂敷等等。
金属Cr作为掩模的各向异性腐蚀
传感器的工艺设计和试制
工艺流程设计
传感器的制作工艺是非常复杂的过程，包括芯片部分 的集成电路平面工艺和后部的传感器的补偿标定等， 下面给出了制造工艺流程中部分关键工序。为了在版 图设计中实现MEMS工艺的模拟显示，需要了解制作 传感器的工艺流程。工艺流程如下：
工艺步骤描述
1）双面光刻厚度为250μm，N型（100）硅片； 2）在硅片的正背面上用热氧化法分别沉积厚度为300 3）在硅片的反背上用LPCVD沉积厚度为1000?的氮 4）在正面上溅射沉积Ni-Cr合金2000?； 5）在正面刻蚀Ni-Cr电阻； 6）在正面上用LPCVD沉积2微米的氮化硅，形成保 7）背面刻蚀Si3N4形成硅杯窗口； 8）背面刻蚀SiO2形成硅杯窗口； 9）各向异性腐蚀硅杯； 10）在正面上刻蚀氮化硅，形成接触孔； 11）溅射一层Al；
浅析压力传感器发展历程及国内外市场应用
浅析压力传感器发展历程及国内外市场应用压力传感器是一种能够测量和监测压力的设备，广泛应用于工业控制、汽车工程、医疗仪器、环境监测等领域。
本文将从压力传感器的发展历程以及国内外市场应用两个方面进行分析，以期全面了解压力传感器的发展和应用现状。
一、压力传感器的发展历程20世纪初，压力传感器主要采用机械式结构，常见的有弹簧式压力计和气压计。
这些传感器结构简单，可靠性高，但存在重量大、体积大等问题，适用范围有限。
20世纪60年代，随着半导体技术的快速发展，压力传感器开始采用半导体敏感元件。
这些传感器能够将压力转化为电信号输出，具有灵敏度高、体积小、重量轻等优点。
但由于技术指标有限，主要应用于实验室研究和部分工业应用。
20世纪80年代，随着微电子技术的成熟，微电子压力传感器开始迅速发展。
利用微电子加工技术，将压力传感器微小化、集成化，大大提高了性能指标和可靠性，适用于更广泛的应用领域。
21世纪至今，随着微纳米技术的不断进步，微纳米压力传感器逐渐成为研究热点。
这些传感器利用纳米材料和纳米加工技术，实现了更高的灵敏度、更小的尺寸以及更低的功耗。
同时，新型材料和结构的应用也为传感器的应用带来了更多的可能性。
二、国内外市场应用情况1.工业控制领域：压力传感器在工业控制领域的应用非常广泛，用于测量和控制各种液体和气体的压力。
特别是在化工、石油、电力等行业，压力传感器的需求量较大。
2.汽车工程领域：汽车行业是压力传感器的重要应用领域之一、传感器用于监测和控制发动机燃油、涡轮增压、轮胎气压等参数，提高汽车的性能和安全性。
3.医疗仪器领域：压力传感器在医疗仪器中起着至关重要的作用，如呼吸机、血压计、体重测量仪等。
传感器能够准确测量患者体内的压力参数，为医生提供可靠的诊断和治疗依据。
4.环境监测领域：随着环境污染问题的日益突出，压力传感器在环境监测中的应用也越来越重要。
例如，用于大气压力、水源压力和土壤压力的监测，能够提供相关的环境数据以供科学研究和政策制定。
压力传感器当前发展趋势研究
本国家所采 用的发展路径是 比较适用的 。 传感器 的应用广泛 ， 技术更新快 。 目前的发展趋势主要有 ：
一
传感器市场在世界经济 中有着重要 的市场地位 ， 而且其技 术研究 的领域在不断的扩大 ， 市场份额也在不断的提高。通过 查 阅文献资 料可 以看 到 ， １ ９ ９ ４年世界传 感器市场有 ２ ６ ０亿美 元 的总 营业额 ， ２ ０ ０ ８年全球传感 器的市场容量为 ５ ０ ６亿美元 ，
象 等多个 行业 都有 广泛 的应用 ， 随 着技 术 的发展 ， 其 应用 领
域还在不断的扩大 。 五是标准化程度不断提高 。 传感器技术在
发展中， 逐步 形成 了行业 标 准 ， 用 于规范 传感 器 的设计 与 制
式， 能够让军事科 学达到一定 的水平 ， 同时高精尖 的技术 应用 于 民用 领域 ， 也能取 得一定 的经 济效 益 ， 但 用于军事科学 研究
２ ０ １ ０年世 界传感器市场规模达 ８ ０ ０亿美元 以上 。近年来 压力
是小型化 。社会 经济 的发展对 于小型传感器 的需 求在不断
增多 ， 小型传感器 的体积小 。如美 国所生产 的传感器 ， 有些直
径 只有 １ ． ２ ７ ｍｍ， 可广泛 的应 用到医学领域 ， 可置入 人体体 内 ， 如置入到血管 中的传感器不会 对血液流通产 生影响 。小型 传 感器体 积小 ， 能够在各种恶 劣的环境下应用 ， 对 环境要求 低 ， 不需要投入人力物力来进行维护和保养 ， 使用方便 。二是集成
化 。压力传感器技术 已经与其他技术结 合 ， 越来越多将压力传
感器技术 与其他技术结合起来 ， 形成 系统集成技术 。如测量控
制系统等 ， 以在生产过程中 ， 提高操作的系统化和效率水平 ， 形 成集约化生产 。三是智 能化水平在提 高 ， 在 系统集成 中 ， 加入 了智能管理模块 ， 使传感器能够 自动的补偿 、 自诊断 ， 并进行逻 辑判断 。在集成 中 ， 加入 了微 处理器 ， 能够使用微 处理器实现 智能控制 ， 实现多种功能 。如实现通讯 、 自诊断 、 逻辑判断等功 能 。四是广泛性。传感 器可应用 于多个领域 ， 在医学 、 汽车 、 气
传感器及其发展趋势
传感器及其发展趋势0概述人体为从外界获取信息，必须借助于感觉器官，但是单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。
为适应这种情况，就需要传感器。
因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。
当今世界已进入信息时代，在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。
因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。
现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到 cm 的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。
此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。
显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。
许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。
一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。
可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。
世界各国都十分重视这一领域的发展。
相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。
1 传感器的定义与组成我国国家标准（GB7665－87）中说，传感器（Transducer/Sensor）的定义是："能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置"。
高温防爆压力传感器
高温防爆压力传感器高温防爆压力传感器是一种可监测高温环境下压力的智能传感器。
一般用于危险化学品生产、油气开采和航空航天等领域，在这些领域中，高温、高压和易燃易爆气体的环境，对传感器的稳定性和安全性要求极高。
工作原理高温防爆压力传感器的工作原理简单，主要是利用微压敏电阻、电容和晶体管等元件进行测量。
它通过将压力转化为电信号，再将该信号传输到终端设备进行处理，从而实现对环境压力的测量。
特点1.高温适应性强高温防爆压力传感器能够够适应高温环境下的工作，可以在500℃以下稳定工作，并能够识别和测量不同的高温环境。
这种传感器的符合工业标准，能够满足用户的不同需求。
2.耐用环保高温防爆压力传感器采用高质量材料制作，具有耐高温、防腐蚀、防水防火等特点，同时防爆性能高，使得传感器的使用寿命更加长久。
此外，其材料为环保材料，对环境开展起来具有一定的作用。
3.远距离高精度高温防爆压力传感器内置先进的微处理器和信号转换系统，可实现对信号的瞬时转换和处理，能够快速、精确地测量压力，可达到亚毫巴级别的高精度测量。
同时传感器的信号传输距离可达10-100米的范围。
4.易安装维护高温防爆压力传感器体积小，重量轻，与通常的压力管道连接简便，安装简单，同时，其耐用环保特点，使得传感器在维护时更加方便。
传感器只需要简单的操作，就可以进行定期检测和维护，以确保工作正常。
应用领域高温防爆压力传感器广泛应用于化工生产、油气与石油化工行业、核电、医疗、食品、定制机器人领域等。
对于这些领域的应用，传感器能够实时监测高温压力环境，能够及时提醒并防止危险的发生。
总结随着科技的不断进步和技术的不断提高，高温防爆压力传感器在化工、航空等领域的普及，为人们的生产和生活带来了极大的便捷。
只有深入研究、不断创新，才能更好地解决高温、高压环境下的监测问题，使得传感器技术更加完善，并且为社会的进步和优化起到重要的作用。
压力传感器文献综述1
压力传感器文献综述摘要：传感器技术是综合多种学科的复合型技术，是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。
本文通过部分文献资料对压力传感器的发展过程、研究现状和发展趋势做一简要介绍。
关键词：压力；传感器；1 压力传感器的发展历程现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志,而半导体传感器的发展可以分为四个阶段(1) 发明阶段(1945 - 1960 年) :这个阶段主要是以1947 年双极性晶体管的发明为标志。
此后,半导体材料的这一特性得到较广泛应用。
史密斯与1945 发现了硅与锗的压阻效应 ,即当有外力作用于半导体材料时,其电阻将明显发生变化。
依据此原理制成的压力传感器是把应变电阻片粘在金属薄膜上,即将力信号转化为电信号进行测量。
此阶段最小尺寸大约为1cm。
(2) 技术发展阶段(1960 - 1970 年) :随着硅扩散技术的发展,技术人员在硅的(001) 或(110) 晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成较薄的硅弹性膜片,称为硅杯。
这种形式的硅杯传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点,实现了金属- 硅共晶体,为商业化发展提供了可能。
(3) 商业化集成加工阶段(1970 - 1980 年) :在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术,扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主,发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术,主要有V 形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。
由于可以在多个表面同时进行腐蚀,数千个硅压力膜可以同时生产,实现了集成化的工厂加工模式,成本进一步降低。
(4) 微机械加工阶段(1980 年- 今) :上世纪末出现的纳米技术,使得微机械加工工艺成为可能。
通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力传感器,其线度可以控制在微米级范围内。
利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜,使得压力传感器进入了微米阶段。
高温压力传感器现状与展望
多 晶硅 压力传感 器的结 构如 图 １所 示。采用 掺 杂
多晶硅膜作应变 电阻膜． ４个构 成惠斯通 电桥的应变 以期得到最大 Ｉ 蘧着新 材料 、 新工艺 的不 断 出现 ， 们提 出了 多种 电阻分布在单晶硅膜 片上的不同 区域， 人 高 温压 力传感 器结构 。 目前 已经研制 出多 晶硅 压力 传 的应变 。 感 器 、 ｌＳｌｏ ｎＩｓｌ ｏ ） 晶硅 压力 传 感 器 、 ｉ ｏ ｓ （ ｉｃｎｏ ｎｕａ ｒ单 ｉ ｔ ＳＣ 多 晶硅 压力传 感 器 以 ｓ 介 质 隔离 代 替 ｐ ｉ ｎ结 隔
维普资讯
６
仪 表技 术 与传 感 器
２０ 正 ０２
高温 压 力传感 器现 状 与 展望
张 为 姚 素英 张生 才 刘艳艳 曲宏 伟 天津大 学 电子信 息Ｉ 程学院 天津 市 ３０ ７ ００ ２
【 摘要】 论述 ７多晶硅、ｏ （ ｓ ｉ绝缘体上硅） 碳化硅 、ｏ （ 、 ｓ ｓ 蓝宝石上硅） 石英、 、 溅射合金 薄膜、 陶
瓷厚 膜和光 纤等 高温压 力传感器 的基 本结 构 、 Ｉ作 原理 点及 研 究现 状 ， 望 ７压 力传 感器 的未 特 展
来。
关键词 ： 压力传感器 高温 中图 分类号 ： Ｎ３４ Ｔ ５
现状
展望
Ｓａｅ ｕ ｆＨ 曲 ～Ｔ ｍｐ ｒｔｒ ｒｓｕ ｅ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ Ｐ ｏｐ ｃ ｔｔｓ ｏｏ ｉ Ｑ ｅ ｅａｕ ｅＰ ｅｓ ｒ ｎ ｏ ｄＩ ｒｓ ｅｔ Ｓ ａ ｓ
压力传感 器 、 ０ （ ｉ ． ｉＳ ｐ ｈｒ） Ｓ Ｓ Ｓｌ ｏ Ｏｌ ａ ｐ ｉ 蓝宝 石上 硅压 力 ｌｎ ｅ ｅ
国内外传感器技术现状与未来发展趋势
国内外传感器技术现状与未来发展趋势传感器是一种用来感知周围环境并将感知结果转化为可用信号的设备，广泛应用于各个领域，如工业、农业、医疗、交通等。
随着技术的发展，传感器的种类不断增多，性能也得到了显著提升。
本文将对国内外传感器技术的现状和未来发展趋势进行分析。
目前，国内外传感器技术已经发展到了一定的水平，涉及到的领域也非常广泛。
以下是一些常见的传感器技术：1.温度传感器：用于测量环境温度的传感器，常见的有热电偶、热敏电阻等。
随着微电子技术的发展，温度传感器不仅在测量范围上有所扩展，同时在稳定性和精度方面也得到了显著改善。
2.湿度传感器：用于测量环境湿度的传感器，可以通过物理或者化学原理来实现。
目前，各种类型的湿度传感器已经被广泛应用于气象、农业、工业等领域。
3.压力传感器：用于测量压力变化的传感器，常见的有压阻传感器、微压传感器等。
压力传感器在航天、化工、制造业等领域有着广泛的应用。
4.光学传感器：用于测量光的传感器，常见的有光敏电阻、光电二极管等。
光学传感器在光通信、图像传感、光谱分析等领域得到了广泛应用。
5.生物传感器：用于检测生物体内或外界的生物信号的传感器，常见的有血压传感器、心率传感器等。
生物传感器在医疗、健康管理等领域有着广泛的应用。
未来，传感器技术的发展将呈现以下几个趋势：1.微型化：传感器趋向于更小、更轻、更灵活的方向发展。
微纳技术的应用使得传感器可以实现更高的集成度和更小的体积，使得传感器可以在更多的场景中得到应用。
2.智能化：传感器将越来越智能化，能够自动识别和适应环境变化。
随着物联网的发展，传感器可以通过互联互通，实现更高级的数据处理和决策能力。
3.多模式融合：传感器将越来越多地采用多模式融合的方式。
例如，光学和声学传感器的结合，可以实现更精确的测量，并获取更多的信息。
4.能源自给自足：传感器的能源供应形式将向着自给自足的方向发展。
例如，通过光能、风能、热能等方式来为传感器提供能源，减少对外界能源的依赖。
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Ａｂｓｔｒａｃｔ牶 Ｌａｒｇｅ ｒａｎｇｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｈａｓ ｗｉｄｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｎ ｍａｎｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｉｅｌｄｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎｄｕｓｔｒｙ牞 ａｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ． Ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒｓ ａｒｅ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ｔｈｅ ｆｏｃｕｓ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｌｌ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ． Ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ牞 ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒｓ ａｒｅ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ牞 ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ牞 ＳＯＩ 牗 ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ牘 ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ牞 ＳＯＳ 牗 Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｓａｐｐｈｉｒｅ牘 ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ牞 ＳｉＣ 牗 Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ 牗 Ｂｌａｃｋ牘 牘 ｈｉｇｈ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ． Ｆｉｎａｌｌｙ牞 ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ牶 ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ牷 ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ牷 ｓｉｌｉｃｏｎｏｎｉｎｓｕｌａｔｏｒ牷 ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｓａｐｐｈｉｒｅ牷 ＳｉＣ牷 ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ
传感器性能急剧下降，进而导致失效［３ －６］。因此，如何 。 ３ × １０ －４ ／ ℃ ［１３］
把ＭＥＭＳ 技术的优势和现有的技术相结合，通过改进 工艺、选择新型的耐高温材料，进而克服ＭＥＭＳ 传感
多晶硅压力传感器具有工艺简单、ＩＣ 兼容、芯片 易于批量制作等优点。但由于多晶硅高温压力传感器
器的上述缺点，成为目前国内外研究的重中之重。该 压敏电阻与应力膜片为复合膜结构，会因不同材料的
高温大压力传感器研究现状与发展趋势
·３·
ＳＯＩ 高温压力传感器在０ ～ １ ＭＰａ 条件下，工作温度可 到 的 压力传感器，工作温 ０ １ ＭＰａ ０ ～ ２５０ ＭＰａ［２３］ ＳＯＳ
到达２２０ ℃。中北大学［２１］和中国电子科技集团公司 度范围为－５０ ～３５０ ℃，精度达到０ ２５％ 。
第十三研究所也分别利用ＭＥＭＳ 相关技术，研制出了 国内方面，中国电子科技集团公司第十九研究
特性。如何选择合适的材料及工艺进行优化，是未来 该传感器重要发展方向。 １． ２ ＳＯＩ 压力传感器
ＳＯＩ 压力传感器主要利用了ＳＯＩ 材料制作工艺 高没、有键其合他过过程渡中层附，加避应免力了小附（加衬应底力硅产和生Ｓ）ｉＯ的２ 特直点接，键故合将， 其作为敏感材料。其工作原理如图２ 所示。该传感器 工作原理与硅压阻压力传感也比较类似。由于ＳＯＩ 材
北京大学于２００３ 年研制出了工作温度范围为－ ４０ ～ 一材料应用于双岛－ 梁－ 膜结构的压力传感器，工作
１８０ ℃的多晶硅高温压力传感器，并通过实验证明该 温度可达３００ ℃，实验表明该传感器灵敏度可到达６３
传感器的零点温漂小于传统的压力传感器［１２］。天津 ｍＶ。河北工业大学张玉书［２０］等人于２００６ 年制作的
研究目前也取得了巨大进展，多种类型材料组合形成 热膨胀系数不匹配引起附加应力，影响传感器的高温
的新型敏感元件纷纷问世。 以传感器敏感元件材料为分类目标，针对目前常
用的几类高温大压力传感器（包括多晶硅高温压力传 感器、ＳＯＩ （ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ，单晶硅）压力传感器、 （ ＳＯＳ Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｓａｐｐｈｉｒｅ，硅蓝宝石）高温压力传感器、 （ ＳｉＣ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ （Ｂｌａｃｋ））高温压力传感器以及光 纤高温压力传感器）的工作原理、国内外研究现状等 进行了阐述。
·２·
《测控技术》２０２０ 年第３９ 卷第４ 期
感器由于其具有体积小、功耗低、成本低等优势，而得 大学于２００１ 年研制出耐温达２２０ ℃ 的高温多晶硅压
到了广泛的应用［１－２］。然而，该类传感器在超过１２０ 力传感器，测试结果表明，该多晶硅压力传感器综合精
℃环境下使用时，会由于内部ＰＮ 结出现漏电而导致 度达０ １％ ＦＳ ～０ ２％ ＦＳ，灵敏度温度系数绝对值小于
摘要：高温环境下大量程压力测量技术在工业、航空航天、石油勘探等领域具有广阔的应用前景。高温
大压力传感器是目前研究的热点。对目前几种常用的高温大压力传感器包括多晶硅高温压力传感器、
单晶硅（ＳＯＩ）压力传感器、硅蓝宝石（ＳＯＳ）高温压力传感器、ＳｉＣ 高温压力传感器、光纤高温压力传感器
的工作原理、国内外研究现状以及应用特点进行了阐述。最后，对高温大压力传感技术未来的发展趋势
１ 高温大压力传感器研究现状
１． １ 多晶硅高温压力传感器 薄膜多来晶代替硅高ＰＮ温结压，力进而传实感现器电主隔要离采，用该Ｓ传ｉＯ感２ 作器为结介构质原 理图如图１ 所示［７－１１］。该传感器工作原理与硅压阻 式压力传感器类似，都是以单晶硅膜片作为敏感元件， 把压力值转换为膜片的应力变化，通过压敏电阻把变 化量转化为电压信号，实现对压力的测量。由于单晶
进行了展望。
关键词：高温大压力传感器；单晶硅；多晶硅；硅－ 蓝宝石；碳化硅；光纤
： ： ： （ ） 中图分类号 文献标识码 文章编号 ＴＰ２１２
Ａ
１０００ － ８８２９ ２０２０ ０４ － ０００１ － ０５
： ｄｏｉ １０． １９７０８ ／ ｊ． ｃｋｊｓ． ２０２０． ０４． ００１
料具有自隔离、抗电磁辐射、稳定性好、耐高温等特 点［１４ － １７］，克服了传统硅压阻压力传感器难以适应高温 环境的缺点。目前，国外一些公司已经研制出ＳＯＩ 高 温压力传感器产品。例如，美国科莱特半导体产品有 限公司采用硅片键合和反面腐蚀技术开发出一种超高 温压力传感器（如图３ 所示），其工作温度为－ ６５ ～ ７５０ ℃；法国硅技术器件研究中心开发出多款ＳＯＩ 高 温压力传感器产品，最高温度达到５００ ℃ 。 ［１８］
综述
测控技术
２０２０ 年第３９ 卷第４ 期
·１·
高温大压力传感器研究现状与发展趋势
黄漫国１，２，邹 兴３，郭占社３，刘德峰１，２，李 欣１，２
（１． 航空工业北京长城航空测控技术研究所，北京 １０１１１１；２． 状态监测特种传感技术航空科技重点实验室，北京 １０１１１１； ３． 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 １００１９１）
： 收稿日期２０１９ － ０９ － ０９ 作者简介：黄漫国（１９８１—），女，博士，高级工程师，主要从事航空先进传感器技术方面的研究。
引用格式：黄漫国，邹兴，郭占社，等． 高温大压力传感器研究现状与发展趋势［Ｊ］． 测控技术，２０２０，３９（４）：１ －５． ， ， ， ［］ ＨＵＡＮＧ Ｍ Ｇ ＺＯＵ Ｘ ＧＵＯ Ｚ Ｓ ｅｔ ａｌ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｔｒｅｎｄ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ｊ ． Ｍｅａｓ ， ， （）： ｕｒｅｍｅｎｔ ＆ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０２０ ３９ ４ １ － ５．
１． ３ ＳＯＳ 高温压力传感器 ＳＯＳ 高温压力传感器通常是将在作为弹性体的蓝
宝石上异质外延生长单晶硅薄膜作为敏感膜片，为双
。 ～ ２００ ℃ ＳＯＳ 压力传感器虽然具有良好的机械特性，但由
于应变薄膜制备的成品率很低，很大程度上限制了该
膜片结构。该传感器具有非线性小、耐高温、耐腐蚀、 传感器的批量生产。同时，由于外延单晶硅薄膜与蓝
高温下大压力测量在工业、航空航天、冶金、石油 据支持。 勘探等领域具有广阔的应用前景。例如在航空航天领 一般地，当压力范围在１０ ～１００ ＭＰａ 之间时，称之 域，高温压力传感器可用于火箭发动机、航空发动机、 为大压力，大于１００ ＭＰａ 的压力为超大压力。高温压 重型燃气汽轮等高温高压的恶劣环境，用于实现对其 力传感器是指在高于１２５ ℃环境下能正常工作的压力 运行状态的监控和健康评估。在石油化工领域，可用 传感器［１］。 于地下石油温度、压力的监测，进而为石油开采提供数 近年来，随着ＭＥＭＳ 技术的发展，微机械压力传
特点（可达１０００
）。但 ＭＰａ
ＳＯＩ
传感器对制作工艺要
出≥１００ ｍＶ，精度优于０ １％ ，迟滞与重复性均优于
求较高，导致其加工相对困难，一定程度上限制了该传 ０ ０５％ ； ＦＳ ２０１１ 年，采用双膜片结构，研制出量程为
感器的发展，但这也是该类传感器的主要发展方向。 ０ ６ ＭＰａ 的ＳＯＳ 压力传感器［２］，工作温度范围为－ ５５
硅本身的性质受温度影响较大，因此基于单晶硅的扩
散硅压阻式压力传感器使用温度范围受到了很大的限
制。而多晶硅薄膜作为压阻敏感材料可使传感器使用
温度范围极大拓宽。传感器在制作中采用ＬＰＣＶＤ
（ ，低压气相淀 Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ