固体电解质氧传感器的发展趋势

固体电解质氧传感器在国防科研领域有着广泛应用,尤其在精密的航天仪器中,固体电解质氧传感器扮演着不可替换的角色.介绍了固体电解质氧传感器的工作机理与分类,结合国内外研究现状总结了固体电解质氧传感器的发展趋势,对氧传感器数值仿真与实验相结合的研究方法提供了参考,并对固体电解质氧传感器在国防科研领域的应用前景进行了概述.     

硅-蓝宝石压力传感器芯片调整电阻的设计

介绍了硅-蓝宝石压力传感器芯片外延硅层上调整电阻的设计和应用,通过设计调整电阻来实现芯片的电桥平衡,达到了调整其输出特性、改善传感器性能、提高芯片适用性的目的。     

涡轮流量计始动流量的分析

阐述了涡轮流量计的工作特性、理论模型 ,分析了涡轮流量计的始动流量 ,并介绍了一种新型光纤涡轮流量计 ,给出了其试验结果 ,从试验结果表明该流量计具有始动流量低、灵敏度高、线性工作区宽的特点。     

单片式压电谐振型石英压力-温度传感器设计

提出了一种采用石英力敏谐振器(QFSR)-石英热敏谐振器(QTSR)的单片式压电谐振型石英压力-温度传感器(QPTS),设计了单片式QPTS结构、石英压力传感器的无应力封接方案以及新型压力-伸缩力变换器.单片式QPTS由QFSR和QTSR构成,均采用AT切型,厚度切变模式工作,不同的是QTSR的长边取向与石英X轴的夹角为60°.无应力封接方案使用石英、单晶硅、非晶态SiC、硼硅酸盐玻璃和柯伐合金的组合,并且利用石英化学刻蚀和物理修饰技术以及半导体的新工艺使QFSR和QTSR改性.其中,非晶态SiC层的制作是为了实现应力的缓冲:虽然硅和石英材料的热膨胀系数不匹配,可是二者之间的非晶态SiC层却能够良好地吸收其热应力,成为无应力结构.     

谐振式水晶温度传感器的现状和发展预测

介绍了谐振式水晶温度传感器（resonat quartz temperature sensor,PQTS）的测温机理及传感器结构。重点评述透镜式与音叉式QTS的发展现状及优缺点，并预测了QTS的发展方向。     

极限电流型氧传感器热力学分析及结构优化

阐述正面开孔氧传感器的结构机理,并对特定结构的氧传感器进行了电热耦合分析,进而利用特定环境下传感器尺寸的仿真设计规律,对敏感芯体结构进行优化设计,并分析不同结构参数的敏感芯体热性能,优化敏感芯体的工作形状.对比电热耦合数值仿真分析与优化后的氧传感器测试结果,研究分析表明:施加2.2W加热功率即可使氧传感器达到400～500℃的工作温度;特定工况环境下,对传感器封接层和敏感芯体厚度的多目标优化设计结果稳定、方法可靠.     

宽温区工作压力传感器热力学研究

介绍了硅-蓝宝石压力传感器的钛合金-蓝宝石复合弹性膜片在宽温区工作时温度变化材料不匹配引起的结构热应力,对弹性膜片的受热情况进行了分析,对不同结构形式传感器热稳定性影响程度进行了对比,利用P型掺杂硅温度特性减少结构热应力影响、降低传感器的热零点漂移.通过膜片结构选择和设计、材料选择、工艺优化和控制等可以使硅-蓝宝石压力传感器在-55~350℃宽温度范围内工作时热漂移不大于0.015%FS/℃,提高了宽温区工作时传感器的热稳定性.     

硅--蓝宝石绝压传感器陶瓷密封结构设计与分析

介绍了硅—蓝宝石绝压传感器中氧化铝陶瓷—钛合金的真空密封参考腔小型化结构设计,探讨了异质材料不匹配引起的陶瓷断裂问题,对陶瓷—钛合金封装结构的应力情况进行了计算和分析,通过中间缓冲层设计、减小陶瓷承受的结构残余应力,消除了由陶瓷断裂导致的密封失效;选择热胀系数相近的可伐中间层材料,对比不同厚度缓冲层产生的残余应力,优化中间层结构,采用LTCC加工技术与真空钎焊工艺结合制作了陶瓷—可伐—钛合金密封组件,并通过了高、低温度试验考核:组件密封漏率小于1×10-10 Pa·m3/s,密封可靠,满足绝压传感器使用寿命的要求.     

无刷角速度传感器结构设计

讨论了一种无刷直流角速度传感器的工作原理及其结构原理，提出了霍尔型位置测控和放大电路进行补偿设计方案，经试验考核表明按该方案制造的产品具有优异的性能，并具有无触点换向、精度高、稳定性好等特点。     

有限元仿真在硅-蓝宝石高温压力传感器双膜片设计上的应用

本文介绍了在硅-蓝宝石高温压力传感器设计中,运用E型膜片弹性变形原理和传感器压阻效原理,对双E型膜片进行设计,为满足研制实际需求,采用ANSYS M echan ical模块对双膜片力学模型仿真分析,绘出膜片径向应力切向应力的线性分布,合理构建膜片结构的相关参数,将压阻元件布局在应力分布的最佳区域上,研制的传感器满量程输出≥100mV,线性度提高为≤0.01%,传感器精度0.1%。