高性能納米薄膜壓力傳感器，采用先進(jìn)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(yīng)變電阻直接沉積在金屬?gòu)椥泽w上。由于沒(méi)有采用傳統(tǒng)的膠粘工藝，顯著改善了應(yīng)變式壓力傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、抗蠕變特性，使產(chǎn)品使用的溫度范圍大為擴(kuò)展。

采用納米量級(jí)功能薄膜、鈍化層薄膜、過(guò)渡層薄膜以及保護(hù)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(yīng)和納米膜界面的增韌、抗裂紋效應(yīng)，傳感器的性能得到了全面的提高，使其同時(shí)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?yàn)槲⒚缀图{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(jī)理是：薄膜淀積過(guò)程中，先在襯底上生長(zhǎng)彼此隔離的島狀晶核，稱(chēng)不連續(xù)薄膜。薄膜增厚時(shí)，晶核之間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)彼此溝通，稱(chēng)為半連續(xù)膜。薄膜連續(xù)增厚時(shí)，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(yīng)力大，這樣導(dǎo)致膜的電特性、機(jī)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?yàn)橐豢思{米粒子，其表面積可達(dá)幾萬(wàn)平方米），附著力大大提高。多層膜的界面實(shí)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(shí)，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(lái)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(diǎn)輸出不穩(wěn)定性減弱了，工作溫度范圍擴(kuò)大了。

總結(jié)起來(lái)，納米膜壓力傳感器的眾多出色性能主要由二個(gè)方面決定的，一方面是原子級(jí)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(guó)內(nèi)外近百年來(lái)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(diǎn)：

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(wú)蠕變、不老化；

2、耐蝕不銹鋼與被測(cè)量介質(zhì)直接接觸，無(wú)隔離膜片和灌充液；

3、彈性體和應(yīng)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(qiáng)腐蝕；

5、產(chǎn)品體積小，功耗低，響應(yīng)速度快；

6、全金屬一體化密封結(jié)構(gòu)，高可靠性設(shè)計(jì)。

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(fù)性誤差）；4、長(zhǎng)期穩(wěn)定性：≤±0.1%FS/年；

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

9、過(guò)載能力：150%FS；10、接液材料：膜片 17-4PH，過(guò)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(yīng)時(shí)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(hù)指定； 15、外殼防護(hù)等級(jí)：IP65或IP68；

16、電氣輸出引線：航空接插件、直接引線或用戶(hù)指定。

納米薄膜壓力傳感器主要應(yīng)用領(lǐng)域：

納米薄膜壓力傳感器廣泛應(yīng)用于某新型大推力低溫發(fā)動(dòng)機(jī)低溫介質(zhì)（液氮液氧）的壓力測(cè)量，坦克、戰(zhàn)車(chē)、船舶等軍事裝備的液壓測(cè)量，石油、化工、冶金、核工業(yè)、汽車(chē)等領(lǐng)域壓力測(cè)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(dòng)和抗沖擊性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可用于高溫及低溫等惡劣的環(huán)境。武器試驗(yàn)系統(tǒng)、火箭發(fā)射地面站支撐裝置、軍用衛(wèi)星平臺(tái)、戰(zhàn)車(chē)、艦艇、導(dǎo)彈、坦克及工程機(jī)械的液壓測(cè)試系統(tǒng)、航天飛行器飛行數(shù)據(jù)測(cè)試（燃燒室壓力、測(cè)控風(fēng)向數(shù)據(jù)）、彈道導(dǎo)彈機(jī)載激光器壓力測(cè)量、核電站核能料壓力檢測(cè)、高溫工業(yè)過(guò)程控制檢測(cè)（如電力、冶金、石化等系統(tǒng)）、高溫地?zé)岚l(fā)電機(jī)的測(cè)試、工程和試驗(yàn)站、天然氣、石油輸送管道壓力測(cè)控、汽輪機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力測(cè)試標(biāo)定、研發(fā)工程實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)品測(cè)試（如壓力計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)儀器）、功能測(cè)試系統(tǒng)（如水泵站標(biāo)定測(cè)試）、柴油機(jī)高壓共軌壓力測(cè)量、汽車(chē)用壓力傳感器等、工業(yè)過(guò)程控制用精密壓力測(cè)量、其它精確壓力測(cè)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(qǐng)注明出處。