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小量程压力变送器是一种新型小量程压力变送器产品，性价比高，耐腐蚀，经久耐用，具有广阔的应用前景。然而，该变送器在大规模生产和应用中仍存在一些缺点，如非线性大、温度影响大、过载能力差。鉴于上述影响，上海自动化仪表四厂(zdhybc)近年来一直采用新材料、新工艺、新结构对主传感器和硬件补偿电路进行改进，以提高合格率和质量，扩大应用范围，但没有取得根本性突破。用微处理器实现变送器的智能功能已成为发展趋势。利用单片机技术不仅可以解决许多压力变送器本身及其制造过程不能或不易解决的问题，而且可以通过微处理器和存储器中的各种应用程序实现各种智能功能，提高产品性能，扩大应用范围，方便用户检测。因此，实现小尺寸厚膜压力变送器的智能化可以对变送器进行纠错和故障诊断，大大弥补了这类变送器的性能缺陷

传感器的原理和特点

采用小尺寸厚膜压力变送器厚膜力传感技术，由厚膜应变电阻和性能优良的陶瓷弹性体研制而成，陶瓷弹性体可直接接触测量。陶瓷弹性体可以直接接触被测介质，将被测压力转换成应变值，由印刷烧结在其上的厚膜应变电阻组成的电桥将应变值转换成电信号输出。该过程如图1所示。

(1)新型弹性膜片材料和结构的设计。

陶瓷弹性膜片的质量对小型厚膜压力传感器芯片的输出特性影响很大，膜片的厚度、平整度和一致性直接关系到传感器的传输灵敏度、线性度和稳定性等参数。例如，膜片的不均匀性和翘曲变形严重影响传感器的线性和稳定性。测量范围越小，这种影响就越明显。因此，弹性膜片的设计和选择要求应力小、厚度均匀、强度高、平直度好、成本低。从而保证传感器芯片的输出性能、过载能力、线性度和可靠性。然而，由于当前材料和工艺水平的限制，对弹性膜片的材料和结构的改进仍有一定的限制。

(2)采用先进的印刷和烧结工艺。厚膜应变电阻和导体浆料采用自动印刷技术，研究了膜厚和控制过程。解决了印刷不均匀导致电阻值和电阻灵敏度GF不一致的问题，提高了研制的厚膜应变电阻电阻值和电阻温度系数TCR的一致性和稳定性，便于采用计算机软件技术进行温度补偿。采用先进的厚膜隧道炉烧结了大量的厚膜应变电阻，找到了最佳的烧结工艺和温度曲线。通过对烧结温升、冷却速度、峰值温度和烧结保温时间的参数控制，解决了陶瓷基板与应变电阻热膨胀系数不匹配的问题，提高了产品性能。

(3)应变分析。通常，所设计的传感器的陶瓷弹性传感元件承受大约100018的应变，以确保正常的输出性能和过载能力。然而，由于膜片厚度的限制，这种小范围压力传感器的压力范围不能做得太低。由于采用了智能信号处理电路，能够可靠稳定地处理较小的微弱信号，降低应力，选择陶瓷弹性体承受500应变至设计压力范围，不再需要大应变下的高信号输出，使变送器可靠，过载能力增强，解决了陶瓷厚膜压力变送器的过载能力低于其它类型压力变送器的问题。

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