繼NovaSensor推出第一款基于背壓式傳感器P1905以來，背壓式結(jié)構(gòu)的壓力傳感器以其獨特的構(gòu)造，在保證產(chǎn)品的線性度、靈敏度、低遲滯及可靠性的前提下，給壓力傳感器提供了優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。可在不使用常規(guī)凝膠，或者薄膜硅油隔離的情況下，傳感器可與被測負(fù)責(zé)氣液復(fù)雜介質(zhì)直接接觸。這給產(chǎn)品的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了變革，從而產(chǎn)品在汽車變速箱液壓控制等應(yīng)用中被廣泛使用。

圖-1 背壓式PT1907絕壓傳感器

與一般的壓力傳感器相比，設(shè)計的改變并沒有改變產(chǎn)品的尺寸大小：

PT1907-1:?1.9mm*1.9mm*1.6mm (有玻璃基座，集成溫感二極管)

PT1907-2:?2.0mm*2.0mm*0.8mm (無玻璃基座，集成溫感二極管)

P1905:?1.93mm*1.93mm*1.64mm

P883:? 2.1mm*2.1mm*2.0mm ?

P1602:?1mm*1mm*0.6mm?

在測量差壓或者表壓時，有時候會將壓力傳感器敏感面的背面作為受力面。如果產(chǎn)品性能及工況允許，如很多款NovaSensor表壓或者差壓型的傳感器或者硅片，雖然不贊成，有時也可以這樣使用，不過輸出信號是相反的。但是當(dāng)需要測量絕壓時，非背壓式的傳感器和綁定線就必須將受壓面直面測量介質(zhì)，如圖-2所示，其中藍(lán)色部分為真空腔體。

比較兩種構(gòu)造的絕對壓力傳感器使用方式：?

·?一般絕壓傳感器：由于綁定線及傳感器都處在被測量介質(zhì)這一面，對于一般性的氣體壓力測量，幾乎毫無例外地需要在綁定線及硅片上覆蓋凝膠，即傳遞壓力，又保護(hù)傳感器及綁定線；遇到腐蝕性氣體或者液體，則必須使用硅油加不銹鋼薄膜的方式進(jìn)行保護(hù)。

·?背壓式絕壓傳感器：被測介質(zhì)不再直接接觸綁定線及傳感器敏感面，而是通向介質(zhì)的鈍面直接施壓。在鈍面是致密的氮化硅及氧化硅，可以與當(dāng)前絕大多數(shù)的介質(zhì)接觸而無不良反應(yīng)。因此，通過封裝設(shè)計可以避免使用以上介質(zhì)隔離的方式而直接應(yīng)用于測量。實踐證明，該類型的絕壓傳感器在汽車機(jī)油及液壓高溫復(fù)雜環(huán)境下完全可以勝任絕對壓力的測量。 ?PT1907內(nèi)部壓力部分參數(shù)：

要在壓力檢測面上另加一個真空腔體結(jié)構(gòu)，而不對傳感器形成長期穩(wěn)定性的應(yīng)力影響，需要克服難以想象的技術(shù)困難。ASTG（安費諾傳感器技術(shù)集團(tuán)）旗下的NovaSensor利用其擅長的硅熔鍵合（SiliconFusion Bonding），深度反應(yīng)式離子蝕刻技術(shù)（DRIE）及獨有的SenStable?技術(shù)，加上優(yōu)異的設(shè)計，很好地解決了以上的難題。

表-1：PT1907壓力參數(shù)

PT1907內(nèi)部測溫二極管部分參數(shù)：

在硅阻壓力傳感器的應(yīng)用過程中，始終需要處理壓力校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償?shù)膯栴}。無論是單獨設(shè)計的信號處理電路，還是調(diào)理芯片，其內(nèi)部或者應(yīng)用電路中，都應(yīng)有一個溫度傳感器。

圖4：PT1907原理圖

當(dāng)硅阻壓力傳感器，借助MEMS技術(shù)中與IC生產(chǎn)相近的工藝部分，把二極管集成在硅片傳感器之上后，與之前的獨立于壓力傳感器的溫度傳感器比較，集成溫度二極管的壓力產(chǎn)品具有以下特點：

· 溫度參數(shù)更準(zhǔn)確無遲滯地反映壓力傳感器的實際溫度；

· 無論對于產(chǎn)品壓力校準(zhǔn)還是實際應(yīng)用，具有更快的溫度響應(yīng)時間特性；

· 提高了產(chǎn)品的測量響應(yīng)特性，避免因為壓力信號測量與溫度測量之間存在遲滯而導(dǎo)致的測量不準(zhǔn)；

· 更方便可靠地利用二極管前向電壓與溫度之間的關(guān)系進(jìn)行測溫；

· 省卻額外的測溫器件，大大節(jié)省了設(shè)計空間；

PT1907就是這樣一款產(chǎn)品。內(nèi)部原理圖簡化如圖-4（略去需與基底部分連接的焊盤）。二極管的極電流方程：

一般分析實驗都可獲悉，在一定溫度范圍內(nèi)，公式（2）中，當(dāng)二極管電流ID保持恒流作用下，二極管前向電壓值VD與當(dāng)前的溫度基本呈線性關(guān)系。

表-2：PT1907溫感二極管參數(shù)

當(dāng)前測壓溫補(bǔ)的驅(qū)動傳感器的兩個方案：

（1）獨立電路的信號放大處理

圖-5? 恒流驅(qū)動二極管測溫電路示意

圖-6? 壓力傳感器典型的差分放大電路示意圖

應(yīng)用中，測溫和測壓兩個電路分別進(jìn)行。當(dāng)然，測溫電路(圖-5)中因為源極電壓VS已知，也可以單端處理Vd，且該電路可以通過調(diào)整共模電壓范圍再差分放大以期獲得更好的分辨率。其中,測溫二極管的兩極前向電壓VF(T)和場效應(yīng)管漏源極間電壓可以表示為：

（2）調(diào)理芯片（如ZDC31150）

圖-7? 帶外部測溫二極管輸入的調(diào)理芯片

PT1907產(chǎn)品的典型應(yīng)用：

· 該系列產(chǎn)品適用于多個壓力溫度測量應(yīng)用領(lǐng)域

· 汽車各壓力控制系統(tǒng)

· 工業(yè)過程控制系統(tǒng)

· 航空航天

· 富挑戰(zhàn)性的氣液復(fù)雜介質(zhì)、溫度測量應(yīng)用