压力传感器-Pressure sensor

压力传感器是指将压力转换为电信号输出的传感器。压力传感器一般由弹性敏感元件和位移敏感元件（或应变计）组成。弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变，然后由位移敏感元件或应变计转换为与压力成一定关系的电信号。有时把这两种元件的功能集于一体。压力传感器广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

    力学传感器的种类繁多，但常用的压力传感器有电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。

    我国压力传感器市场主要是工业自动化控制领域，和汽车领域。在工控领域里目前我国绝大部份采用扩散硅压力传感器、应变片式压力传感器和溅射薄膜压力传感器，而国内厂家生产面广量大的就是扩散硅压力传感器。在国内，西安市是我国笫二个五年计划里重点发展压力系列传感器的重要城市，陕西宝鸡市在省会城市西安的带动下，由原秦岭晶体管厂进行技术改造，和美国霍尼伟尔公司合作成立麦克传感器公司，为我国扩散硅压力传感器生产开创了先河。但MEMS技术和前道硅片制造技术仍控制在外国厂家手里。

    国内从事硅电容压力传感器的研究可以说是刚刚起步。尽管国内已经有单位研制出了硅电容传感器，它的精度和静压特性已接近富士公司产品的平均水平，但在长期稳定性方面，差距较大。同时，国内的电容传感器在高差压和微差压规格的开发上仍有较大差距。国外压阻式传感器精度可以达到0.075%，而国内研制的压阻式传感器的精度只有0.1%。在长期稳定性能上，国产传感器和进口传感器的差距更为明显。国产产品长期稳定性的指标为0.1%/年，比国外产品至少高2倍。另外，国产产品的温度特性差。与国外产品相比，温度漂移比国外产品的典型值大50%～100%。此外，国产产品的规格品种不够全，在微差压和高差压、高静压规格方面没有成熟的产品，不能满足某些工艺的特殊要求。

    压力传感器的国产化问题的关键主要是如何提高传感器的长期稳定性。传感器的长期稳定性和传感器的材料选择、结构设计、加工工艺密切相关。我国在MEMS加工工艺上还处于相对落后阶段，提高工艺水平无疑是提高传感器性能的长远之计。

    目前，国内相关高校和科研院所对压阻式和电容式MEMS传感器进行了大量的研究，在理论和工艺水平上都取得了一些成果。就当前工艺水平而言，如果能够实现某种形式的补偿或者在线的自标定方法，则有可能在短期内提高传感器的长期稳定性，使国产传感器在稳定性指标上满足石化行业需求。

    国内主要压力传感器生产企业有：陕西秦明电子有限公司（压力传感器和变送器）、昆山双桥传感器测控技术有限公司（压阻压力传感器）、北京中科明纬科技有限公司、北京瑞利威尔科技发展有限公司、上海菱生电子仪器有限公司、北京鑫诺金传感技术有限公司、南京高华科技有限公司、深圳维纳新科光电有限公司、北京青鸟元芯微系统科技有限责任公司、上海朝辉压力仪器有限公司、深圳市科普瑞传感仪器有限公司、麦克传感器有限公司。