擴(kuò)散硅壓力變送器溫度漂移的原因

漂移是壓力變送器不可避免的特性，其中一個本質(zhì)的原因是壓力傳感器的彈性材料的疲勞問題，不論是哪種材質(zhì)，每次彈性形變回復(fù)后，都會有彈性疲勞的產(chǎn)生。使用不同彈性材料的壓力傳感器的漂移根據(jù)材質(zhì)不同有所區(qū)別，只要是合格的產(chǎn)品，這個漂移會控制在一個可接受的范圍內(nèi)。

       除了材料本身導(dǎo)致的漂移，還有溫度漂移，溫度漂移指的是因溫度變化而引起的壓力傳感器的輸出變化。溫度漂移其實(shí)也是因?yàn)椴牧系奶匦砸鸬?，很多材料對溫度也很敏感。所以，壓力傳感器通常會進(jìn)行溫度補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ遣捎昧硪环N溫度特性相反的材料抵消溫度引起的變化，或者用數(shù)字補(bǔ)償技術(shù)。

       擴(kuò)散硅壓力變送器早期是采用擴(kuò)散硅芯片和金屬基座之間用玻璃粉封接，缺點(diǎn)是壓力芯片的周圍存在著較大的應(yīng)力，即使經(jīng)過退火處理，應(yīng)力也不能*消除。當(dāng)溫度發(fā)生變化時，由于金屬、玻璃和擴(kuò)散硅芯片熱澎脹系數(shù)的不同，會產(chǎn)生熱應(yīng)力，使傳感器的零點(diǎn)發(fā)生漂移。這就是為什么傳感器的零點(diǎn)熱漂移要比芯片的零點(diǎn)熱漂移大得多的原因。采用銀漿和接線柱焊接，處理不好，容易造成接點(diǎn)電阻不穩(wěn)定。特別是在溫度發(fā)生變化時，接觸電阻更易變化，這些因素是造成傳感器零點(diǎn)時漂、溫漂大的原因。

       后來的金硅共熔焊接方法可以在很大程度上減小漂移，將擴(kuò)散硅和基座之間采用金硅共熔封接，因?yàn)榻鸨容^軟應(yīng)力小，引壓管是玻璃管將之燒結(jié)到硅環(huán)上，玻璃管和底座用高溫膠粘接，為測表壓，在玻璃管外粘接一金屬管，通到大氣中。擴(kuò)散硅電阻條組成惠斯登電橋，用高摻雜的方法形成導(dǎo)電書，將電橋和分布在周邊的鋁電極可靠地連接起來，而不采用通常蒸鋁，反刻形成鋁帶的方法，這樣做有助于減小傳感器的滯后，鋁電極和接線柱之間用金絲壓焊和超聲焊，使接點(diǎn)處的電阻比較穩(wěn)定。