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CN2767983Y - 多功能硅压阻复合传感器 - Google Patents

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CN2767983Y
CN2767983Y CN 200420120116 CN200420120116U CN2767983Y CN 2767983 Y CN2767983 Y CN 2767983Y CN 200420120116 CN200420120116 CN 200420120116 CN 200420120116 U CN200420120116 U CN 200420120116U CN 2767983 Y CN2767983 Y CN 2767983Y
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CN
China
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silicon
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glass
sensor
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Application number
CN 200420120116
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English (en)
Inventor
郑永辉
陈信琦
唐慧
孙海玮
刘辉
史云肖
孙烈鹏
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LANZHOU REFINING CHEMICAL GENERAL PLANT CHINA PETROLEUM CORP
China National Petroleum Corp
Shenyang Academy of Instrumentation Science Co Ltd
Original Assignee
LANZHOU REFINING CHEMICAL GENERAL PLANT CHINA PETROLEUM CORP
China National Petroleum Corp
Shenyang Academy of Instrumentation Science Co Ltd
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Publication date
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Abstract

一种多功能硅压阻复合传感器主要由硅敏感芯片、双抛玻璃、导压管、基座组成，其特征在于硅敏感芯片7是指在双面抛光的N型硅单晶片的正面注入硼形成P型差压敏感电桥1、静压敏感电桥2，并在两电桥联接处置有温度敏感元件3，硅敏感芯片的差压敏感电桥1能感受到传感器两端的压差，而静压敏感电桥2只能感受到正压端的压力。多功能硅压阻复合传感器是研发高精度、智能化压力变送器的核心技术与基础部件。通过多功能传感器同时测量差压、静压和温度并通过微处理器对静压和温度影响进行补正，实现对压力或差压测量的高精度、高稳定性。

Description

多功能硅压阻复合传感器
技术领域
本实用新型涉及一种工业自动化仪表，特别是一种差压变送器上使用的多功能硅压阻复合传感器。
背景技术
目前，国内现有变送器采用传感器的主要类型是：金属电容式和单一功能的硅压阻式。
由于传感器功能单一，只能测差压，不能同时测量静压和温度，故不能对静压和温度进行补正，使得变送器精度低、稳定性与可靠性差。
实用新型内容
多功能硅压阻复合传感器主要由硅敏感芯片、双抛玻璃、导压管、基座组成，其特征在于硅敏感芯片7是指在双面抛光的N型硅单晶片的正面注入硼形成P型差压敏感电桥1、静压敏感电桥2，并在两电桥联接处置有温度敏感元件3，在硅单晶片的背面与正面两个惠斯登电桥相对应的位置区域形成两个深浅不一的∏形凹槽，使得两位置的晶片厚度不等，即形成两个膜片厚度不等的差压敏感膜片4和静压敏感膜片5；将该芯片与双抛玻璃相接、双抛玻璃与导压管相接，再由基座封装固定，可形成本实用新型所述的多功能硅压阻复合传感器。
该多功能硅压阻复合传感器的结构具体如下：
将硅敏感芯片7的背面封接有带孔的双抛玻璃8，其中玻璃孔位于硅敏感芯片7背面的差压敏感膜片4的下方，静压敏感膜片5由带孔的双抛玻璃8上面无孔区域封死，带孔的双抛玻璃8的下方封接有导压管9，其中玻璃孔与导压管的导压孔相配合，除留有硅敏感芯片(7)正面、导压管入口一端外，所有部件用基座11封装固定，基座上固定有引线10，硅铝丝6将差压敏感电桥1、静压敏感电桥2、温度敏感元件3与引线10相连，形成完整的全固态封装的本实用新型——多功能扩散硅压力复合传感器。这种形式的封装结构可使硅敏感芯片的差压敏感电桥1感受到传感器两端的压差，而静压敏感电桥2只能感受到正压端的压力。
采用本实用新型的多功能硅压阻复合传感器制造组装差压型、压力型智能变送器经安装试用，样机性能稳定、可靠，评价性能良好，全部达到了新一代智能变送器技术指标要求。
多功能硅压阻复合传感器是研发高精度、智能化压力变送器的核心技术与基础部件。与普通压力变送器不同的是，智能化压力变送器需要通过多功能传感器同时测量差压、静压和温度并通过微处理器对静压和温度影响进行补正，实现对压力或差压测量的高精度、高稳定性。可以说，没有多功能复合压力传感器就实现不了变送器的高精度和智能化。
附图说明
图1为硅敏感复芯片的示意图，图中：
1、差压敏感电桥    2、静压敏感电桥    3、温度敏感元件
4、差压敏感膜片    5、静压敏感膜片
图2为本实用新型多功能硅压阻复合压力传感器的示意图，图中
1、差压敏感电桥    2、静压敏感电桥    4、差压敏感膜片
5、静压敏感膜片    6、硅铝丝          7、硅敏感芯片
8、双抛玻璃        9、导压管          10、引线
11、基座
具体实施方式
为减小变送器的体积，且减小传感器的成本，采用了φ19×15mm金属基座。同时采用全固态刚性连接结构，将硅敏感芯片7的背面与带孔的双抛玻璃8上面进行静电封接，其中玻璃孔与硅敏感芯片7背面的差压敏感膜片4对准，静压敏感膜片5由带孔的双抛玻璃8上面无孔区域封死，再将带孔的双抛玻璃8的背面与导压管9进行静电封接，其中玻璃孔与导压管的导压孔对准，将导压管的尾端与基座进行氩弧焊，通过超声压焊用硅铝丝6将差压敏感电桥1、静压敏感电桥2、温度敏感元件3与引线10相连，形成完整的全固态封装的多功能扩散硅压力传感器芯体。这种形式的封装结构可使硅敏感芯片的差压敏感电桥1感受到传感器两端的压差，而静压敏感电桥2只能感受到正压端的压力。

Claims (3)

1、一种多功能硅压阻复合传感器主要由硅敏感芯片、双抛玻璃、导压管、基座组成，其特征在于硅敏感芯片(7)是指在双面抛光的N型硅单晶片的正面注入硼形成P型差压敏感电桥(1)、静压敏感电桥(2)，并在两电桥联接处置有温度敏感元件(3)，在硅单晶片的背面与正面两个惠斯登电桥相对应的位置区域形成两个深浅不一的∏形凹槽，使得两位置的晶片厚度不等，即形成两个膜片厚度不等的差压敏感膜片(4)和静压敏感膜片(5)；将该芯片与双抛玻璃相接、双抛玻璃与导压管相接，再由基座封装固定，即形成多功能硅压阻复合传感器。
2、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：将硅敏感芯片(7)的背面封接有带孔的双抛玻璃(8)，其中玻璃孔位于硅敏感芯片(7)背面的差压敏感膜片(4)的下方，静压敏感膜片(5)由带孔的双抛玻璃(8)上面无孔区域封死，带孔的双抛玻璃(8)的下方封接有导压管(9)，其中玻璃孔与导压管的导压孔相配合，除留有硅敏感芯片(7)正面、导压管入口一端外，所有部件用基座(11)封装固定，基座上固定有引线(10)，硅铝丝(6)将差压敏感电桥(1)、静压敏感电桥(2)、温度敏感元件(3)与引线(10)相连，形成多功能扩散硅压力复合传感器。
3、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：硅敏感芯片的差压敏感电桥(1)能感受到传感器两端的压差，而静压敏感电桥(2)只能感受到正压端的压力。
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