高性能納米薄膜壓力傳感器，采用先進的原子薄膜沉積和精密離子束刻蝕技術(shù)，將靈敏度高、溫度系數(shù)極低的應變電阻直接沉積在金屬彈性體上。由于沒有采用傳統(tǒng)的膠粘工藝，顯著改善了應變式壓力傳感器的長期穩(wěn)定性、抗蠕變特性，使產(chǎn)品使用的溫度范圍大為擴展。

采用納米量級功能薄膜、鈍化層薄膜、過渡層薄膜以及保護層薄膜等納米材料制造高性能壓力傳感器，由于利用納米粒子的表面積巨大的活性效應和納米膜界面的增韌、抗裂紋效應，傳感器的性能得到了全面的提高，使其同時具有高精度、高穩(wěn)定性、高工作溫度和耐惡劣環(huán)境的優(yōu)良性能。這主要是因為微米和納米兩種尺寸的粒子形成的薄膜，其性能差異很大。薄膜形成的機理是：薄膜淀積過程中，先在襯底上生長彼此隔離的島狀晶核，稱不連續(xù)薄膜。薄膜增厚時，晶核之間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)彼此溝通，稱為半連續(xù)膜。薄膜連續(xù)增厚時，島狀晶核互相溝通連接形成連續(xù)薄膜。顯然，初期成膜的晶核粒子大小和分布以及致密度決定了膜的質(zhì)量。晶粒大，分布疏松，致使膜的針孔多，附著力差，內(nèi)應力大，這樣導致膜的電特性、機械特性、溫度特性均大大降低，直接影響了傳感器的性能。

納米薄膜壓力傳感器采用納米粒子形成薄膜，它分布致密（因為一克納米粒子，其表面積可達幾萬平方米），附著力大大提高。多層膜的界面實現(xiàn)了原子鍵合，這樣提高了傳感器的疲勞性能，使蠕變和滯后幾乎不存在，改善了傳感器的靜態(tài)特性；同時，膜的散熱性好，改善了傳感器的溫度性能；膜針孔少，均勻度好，提高了膜的絕緣性能，降低了電阻缺陷引入的電噪聲。較薄的連續(xù)膜帶來更多的好處：傳感器的靈敏度提高了，橋臂電阻增大了，功耗降低了，發(fā)熱減少了，零點輸出不穩(wěn)定性減弱了，工作溫度范圍擴大了。

總結(jié)起來，納米膜壓力傳感器的眾多出色性能主要由二個方面決定的，一方面是原子級薄膜沉積設(shè)備與工藝，另一方面是改性組份的Ni-Cr敏感材料，其溫度系數(shù)為2ppm（打破國內(nèi)外近百年來一直使用的常規(guī)Ni-Cr合金材料制作壓力傳感器敏感材料的常規(guī)）。

納米薄膜壓力傳感器主要技術(shù)特點：

1、薄膜技術(shù)代替粘貼傳感器中的粘貼工藝，消除了膠的影響，無蠕變、不老化；

2、耐蝕不銹鋼與被測量介質(zhì)直接接觸，無隔離膜片和灌充液；

3、彈性體和應變電阻材料都是金屬材料，溫度特性好，傳感器工作溫度范圍寬；

4、耐強腐蝕；

5、產(chǎn)品體積小，功耗低，響應速度快；

6、全金屬一體化密封結(jié)構(gòu)，高可靠性設(shè)計。

納米薄膜壓力傳感器主要技術(shù)參數(shù)：

1、靈敏性：1.5±0.2mv/V； 2、量程：0～0.5…220Mpa； 3、綜合精度：±0.05%F?S、±0.1%F?S、±0.2%F?S（含非線性、遲滯、重復性誤差）；4、長期穩(wěn)定性：≤±0.1%FS/年；

5、介質(zhì)溫度：-260℃～-55℃～+125℃～+175℃～+250℃～+350℃；6、零點漂移：≤±0.005% F?S /℃；7、橋臂電阻：3±0.5KΩ； 8、絕緣電阻：≥1000 MΩ/100V；

9、過載能力：150%FS；10、接液材料：膜片 17-4PH，過程連接件 1Cr18Ni9Ti；11、>沖擊：50g；X、Y、Z三向，每向20ms；輸出變化小于0.03%FS；

12、響應時間：≤1ms； 13、供電電源：3～15VDC；14、連接方式：M20×1.5、M12×1、M10×1、G1/4或用戶指定； 15、外殼防護等級：IP65或IP68；

16、電氣輸出引線：航空接插件、直接引線或用戶指定。

納米薄膜壓力傳感器主要應用領(lǐng)域：

納米薄膜壓力傳感器廣泛應用于某新型大推力低溫發(fā)動機低溫介質(zhì)（液氮液氧）的壓力測量，坦克、戰(zhàn)車、船舶等軍事裝備的液壓測量，石油、化工、冶金、核工業(yè)、汽車等領(lǐng)域壓力測量。產(chǎn)品具有體積小、精度高、穩(wěn)定性好、使用溫度范圍寬、溫度漂移小、電橋阻抗高、抗振動和抗沖擊性強等優(yōu)點，可用于高溫及低溫等惡劣的環(huán)境。武器試驗系統(tǒng)、火箭發(fā)射地面站支撐裝置、軍用衛(wèi)星平臺、戰(zhàn)車、艦艇、導彈、坦克及工程機械的液壓測試系統(tǒng)、航天飛行器飛行數(shù)據(jù)測試（燃燒室壓力、測控風向數(shù)據(jù)）、彈道導彈機載激光器壓力測量、核電站核能料壓力檢測、高溫工業(yè)過程控制檢測（如電力、冶金、石化等系統(tǒng)）、高溫地熱發(fā)電機的測試、工程和試驗站、天然氣、石油輸送管道壓力測控、汽輪機和發(fā)動機的壓力測試標定、研發(fā)工程實驗室、產(chǎn)品測試（如壓力計量標準儀器）、功能測試系統(tǒng)（如水泵站標定測試）、柴油機高壓共軌壓力測量、汽車用壓力傳感器等、工業(yè)過程控制用精密壓力測量、其它精確壓力測試系統(tǒng)（如醫(yī)療、輕紡、煤礦、供排水等系統(tǒng)）。本文源自澤天傳感，版權(quán)所有，轉(zhuǎn)載請注明出處。