CN112781760A - 一种微压传感器 - Google Patents

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尹延昭
吴佐飞
田雷
李玉玲
刘兴宇
丁文波
张岩
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Abstract

一种微压传感器，涉及压力传感器技术领域。本发明是为了解决现有微压传感器测量结果容易出现误差的问题。本发明所述的一种微压传感器，包括两个交叉耦合互联的微压芯片。采用双微压芯片交叉耦合互联的方式，减小微压芯片的零点输出以及加速度、重力、敏感电阻自热等因素带来的测试误差。

Description

一种微压传感器
技术领域
本发明属于压力传感器技术领域。
背景技术
对于硅压阻式微压传感器，硅压敏电阻的掺杂浓度和压阻系数的温度系数都随环境温度变化而发生改变，致使传感器的输出容易产生误差，导致压力测量不能够很好的进行。
同时，微压传感器的压力敏感膜厚度很薄，由于芯片自身的高灵敏，极易受到钝化层应力、加速度、重力、敏感电阻自热等因素的影响，使传感器测量出现误差。
发明内容
本发明是为了解决现有微压传感器测量结果容易出现误差的问题，现提供一种微压传感器。
一种微压传感器，包括两个交叉耦合互联的微压芯片。
进一步的的，上述两个微压芯片的一个输入端相连、并作为高稳定微压传感器的正输入端，两个微压芯片的另一个输入端相连、并作为高稳定微压传感器的负输入端，一个微压芯片的正输出端与另一个微压芯片的负输出端相连、并作为高稳定微压传感器的正输出端，一个微压芯片的负输出端与另一个微压芯片的正输出端相连、并作为高稳定微压传感器的负输出端。
进一步的的，上述微压传感器还包括陶瓷电路板和外壳，陶瓷电路板封堵在外壳底部的开口处，两个微压芯片均位于陶瓷电路板和外壳之间的空腔中，两个微压芯片固定在陶瓷电路板上，陶瓷电路板上开有两个通孔，两个通孔分别位于两个微压芯片的正下方，外壳上设有进气孔，该进气孔与两个微压芯片所在腔体连通，高稳定微压传感器的正输出端、负输出端、正输入端和负输入端分别通过引线与陶瓷电路板相连，陶瓷电路板还连接有外引线，所述外引线位于外壳外部。
进一步的的，上述两个微压芯片所在腔体通过隔板分隔，隔板上开有连通孔使得两个微压芯片2所在腔体连通。
进一步的的，上述引线为金丝。
本发明所述一种微压传感器，采用双微压芯片交叉耦合互联的方式，减小微压芯片的零点输出以及加速度、重力、敏感电阻自热等因素带来的测试误差。实现高稳定微压传感器制作，该结构有效消除外界因素对芯片造成的影响，降低测试误差，达到传感器在微压环境下精确测温目的。
附图说明
图1为本发明所述一种微压传感器的电气结构示意图；
图2为本发明所述一种微压传感器的机械结构剖视图；
陶瓷电路板1、微压芯片2、引线3、外壳4、外引线5。
具体实施方式
对于硅压阻式微压传感器，在理想条件下，温度发生变化时，应变电阻的改变量相等，从而保证电桥在零压力下、不同温度时依然保持平衡，以达到消除温度对传感器输出的影响，但实际上并非如此简单。温度对压力传感器的输出有比较大的影响，必须采取一定的手段加以补偿，否则，微压传感器的应用会受到很大的限制。
具体实施方式一：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种微压传感器，包括两个交叉耦合互联的微压芯片2。
两个微压芯片2的一个输入端相连、并作为高稳定微压传感器的正输入端；两个微压芯片2的另一个输入端相连、并作为高稳定微压传感器的负输入端；一个微压芯片2的正输出端与另一个微压芯片2的负输出端相连、并作为高稳定微压传感器的正输出端；一个微压芯片2的负输出端与另一个微压芯片2的正输出端相连、并作为高稳定微压传感器的负输出端。
具体的，一种微压传感器还包括陶瓷电路板1和外壳4，陶瓷电路板1封堵在外壳4底部的开口处，两个微压芯片2均位于陶瓷电路板1和外壳4之间的空腔中，两个微压芯片2固定在陶瓷电路板1上，陶瓷电路板1上开有两个通孔，两个通孔分别位于两个微压芯片2的正下方，外壳4上设有进气孔，该进气孔与两个微压芯片2所在腔体连通，高稳定微压传感器的正输出端、负输出端、正输入端和负输入端分别通过引线3与陶瓷电路板1相连，陶瓷电路板1还连接有外引线5，所述外引线5位于外壳4外部。两个微压芯片2所在腔体通过隔板分隔，隔板上开有连通孔使得两个微压芯片2所在腔体连通。实际应用时，引线3为金丝。
本实施方式所述微压传感器中，微压芯片2选用N型<100>晶向的双抛硅片作为衬底材料，掺杂类型为P型，利用MEMS体硅加工工艺制作微压芯片。在进行组装前，首先要进行测试筛选，即通过对微压芯片2的输入输出阻抗、零点输出等实测数据进行整理、比较，将实测数据最接近的两个微压芯片进行配对。然后将两个微压芯片2封装到一个传感器中。一个微压芯片作为测量使用，另外一个微压芯片作为补偿使用，具备一定的性能补偿效果，有效消除微压芯片本身高灵敏带来的不利影响，适用于微压领域中的精确测量。
进一步的，采用机械加工的方法制作陶瓷电路板，保证陶瓷电路板表面的平整性。选用杨氏模量小的软胶，将两个微压芯片粘接到同一块陶瓷电路板上。采用金丝球焊的方式，将金丝焊接到芯片电极与电路板电极上，保证引线引出端强度，并将外引线插针引脚焊接到电路板上。采用胶粘剂将外壳与陶瓷电路板粘接到一起，起到保护微压传感器产品的作用。最终获得高稳定微压传感器，实现信号输出。
本实施方式采用双微压芯片交叉耦合互联方式，能够有效减小由温度等外界因素带来的测试误差，实现微压环境下的精确测量。同时，产品具有体积小、重量轻、精度高、抗振动能力强和可靠性高等优点，并且具有易于装配和可以批量生产性。

Claims (5)

1.一种微压传感器，其特征在于，包括两个交叉耦合互联的微压芯片(2)。
2.根据权利要求1所述的一种微压传感器，其特征在于，两个微压芯片(2)的一个输入端相连、并作为高稳定微压传感器的正输入端，两个微压芯片(2)的另一个输入端相连、并作为高稳定微压传感器的负输入端，
一个微压芯片(2)的正输出端与另一个微压芯片(2)的负输出端相连、并作为高稳定微压传感器的正输出端，一个微压芯片(2)的负输出端与另一个微压芯片(2)的正输出端相连、并作为高稳定微压传感器的负输出端。
3.根据权利要求2所述的一种微压传感器，其特征在于，还包括陶瓷电路板(1)和外壳(4)，
陶瓷电路板(1)封堵在外壳(4)底部的开口处，两个微压芯片(2)均位于陶瓷电路板(1)和外壳(4)之间的空腔中，两个微压芯片(2)固定在陶瓷电路板(1)上，陶瓷电路板(1)上开有两个通孔，两个通孔分别位于两个微压芯片(2)的正下方，外壳(4)上设有进气孔，该进气孔与两个微压芯片(2)所在腔体连通，
高稳定微压传感器的正输出端、负输出端、正输入端和负输入端分别通过引线(3)与陶瓷电路板(1)相连，陶瓷电路板(1)还连接有外引线(5)，所述外引线(5)位于外壳(4)外部。
4.根据权利要求3所述的一种微压传感器，其特征在于，两个微压芯片(2)所在腔体通过隔板分隔，隔板上开有连通孔使得两个微压芯片(2)所在腔体连通。
5.根据权利要求3所述的一种微压传感器，其特征在于，引线(3)为金丝。
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