壓力傳感器的歷史可追溯到70多年前......壓力傳感器以半導(dǎo)體傳感器的發(fā)明為標(biāo)志,整個(gè)發(fā)展過(guò)程可以分為以下四個(gè)階段...
在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中,壓力傳感器和檢測(cè)儀表是不可或缺的一部分。壓力傳感器是一種把非電量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的器件,而檢測(cè)儀表在模擬電子技術(shù)條件下,一般是包括傳感器、檢測(cè)點(diǎn)取樣設(shè)備及放大器(進(jìn)行抗干擾處理及信號(hào)傳輸),當(dāng)然還有電源及現(xiàn)場(chǎng)顯示部分(可選擇),電信號(hào)一般為連續(xù)量、離散量?jī)煞N,實(shí)際上還可分成模擬量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等,模擬信號(hào)傳輸采用統(tǒng)一信號(hào)(4-20mADC等)。數(shù)字化過(guò)程中,檢測(cè)儀表變化比較大,經(jīng)過(guò)幾個(gè)階段,近來(lái)多采用ASIC專用集成電路,而且把傳感器和微處理器及網(wǎng)絡(luò)接口封裝在一個(gè)器件中,完成信息獲取、處理、傳輸、存貯等功能。在自動(dòng)化儀表中經(jīng)常把檢測(cè)儀表稱為變送器,如問(wèn)題變送器、壓力變送器等。
而壓力傳感器的歷史可追溯到70多年前......壓力傳感器以半導(dǎo)體傳感器的發(fā)明為標(biāo)志,整個(gè)發(fā)展過(guò)程可以分為以下四個(gè)階段:
1、發(fā)明階段(1945-1960年)
這個(gè)階段主要是以1947年雙極性晶體管的發(fā)明為標(biāo)志。此后,半導(dǎo)體材料的這一特性得到較廣泛應(yīng)用。史密斯(C.S.Smith)與1945發(fā)現(xiàn)了硅與鍺的壓阻效應(yīng),即當(dāng)有外力作用于半導(dǎo)體材料時(shí),其電阻將明顯發(fā)生變化。依據(jù)此原理制成的壓力傳感器是把應(yīng)變電阻片粘在金屬薄膜上,即將力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。此階段最小尺寸大約為1cm。
2、發(fā)展階段(1960-1970年)
隨著硅擴(kuò)散技術(shù)的發(fā)展,技術(shù)人員在硅的(001)或(110)晶面選擇合適的晶向直接把應(yīng)變電阻擴(kuò)散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成較薄的硅彈性膜片,稱為硅杯。這種形式的硅杯傳感器具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩(wěn)定性好、成本低、便于集成化的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了金屬-硅共晶體,為商業(yè)化發(fā)展提供了可能。
3、商業(yè)化階段(1970-1980年)
在硅杯擴(kuò)散理論的基礎(chǔ)上應(yīng)用了硅的各向異性的腐蝕技術(shù),擴(kuò)散硅傳感器其加工工藝以硅的各項(xiàng)異性腐蝕技術(shù)為主,發(fā)展成為可以自動(dòng)控制硅膜厚度的硅各向異性加工技術(shù),主要有V形槽法、濃硼自動(dòng)中止法、陽(yáng)極氧化法自動(dòng)中止法和微機(jī)控制自動(dòng)中止法。由于可以在多個(gè)表面同時(shí)進(jìn)行腐蝕,數(shù)千個(gè)硅壓力膜可以同時(shí)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了集成化的工廠加工模式,成本進(jìn)一步降低。
4、微機(jī)械加工階段(1980年至今)
上世紀(jì)末出現(xiàn)的納米技術(shù),使得微機(jī)械加工工藝成為可能。通過(guò)微機(jī)械加工工藝可以由計(jì)算機(jī)控制加工出結(jié)構(gòu)型的壓力傳感器,其線度可以控制在微米級(jí)范圍內(nèi)。利用這一技術(shù)可以加工、蝕刻微米級(jí)的溝、條、膜,使得壓力傳感器進(jìn)入了微米階段。
如今壓力傳感器應(yīng)用于各行各業(yè),加之近年家用電器、汽車、信息產(chǎn)業(yè)三方面的飛速發(fā)展,對(duì)傳感器需求大增,所以傳感器制造業(yè)發(fā)展很快,形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè),這就拉動(dòng)了工業(yè)設(shè)備,特別是半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展。
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