陶瓷压阻式压力传感器设计与实现

发布时间：2024-02-21 05:10

　　压力传感器在自动控制和检测中扮演着重要角色,是压力信号检测的基础,目前,压力传感器是需求量最大的传感器,已经广泛地应用在各个行业各个领域。在国内,用于厚膜压力传感器的电阻浆料其应变系数落后于国外同类型的浆料,使得国内厚膜压力传感器的满量程输出低、应变灵敏性低,与国外产品有一定差距。基于此,本论文研究了改性剂的掺杂比例对厚膜电阻浆料应变系数的影响,结合实际条件,调整高温烧结工艺曲线,印烧了厚膜电阻应变计并进行性能测试;从传感器的工作原理、工艺流程、力学特性进行研究,利用改性后的电阻浆料制作了陶瓷压力传感器。本论文主要工作如下:(1)研究了厚膜压力传感器的工作原理和工艺流程,结合薄板小挠度理论,研究分析了陶瓷弹性膜片的应力应变分布,确定了最佳电阻印烧位置。通过COMSOL有限元仿真计算,设计了一体化的传感器基座结构。(2)研究了厚膜电阻浆料的导电机理和压阻效应,以此为基础对厚膜电阻浆料进行改性实验,掺杂2.5μm的玻璃粉,主要研究不同掺量对电阻浆料应变系数的影响,采用厚膜技术印烧制备了厚膜电阻应变计,经测试,得到了应变系数为13.82,温度系数106ppm/℃的厚膜电阻浆料。(3)制作陶瓷...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1四种导电机理模型

杭州电子科技大学硕士学位论文第二章压力传感器的设计的工作原理的导电机理与压阻效应至今，但其导电机理尚未统一，然后有学者提出模型如下：由PolinskiP.W等人提出的均匀通道匀分布模型[34]；由WaltonB和CarciaP.E等人G.E建立的隧道势垒模型等....

图2.2导电链微观结构示意图

图2.2导电链微观结构示意图，可以得出一条导电链的电阻：=nbcRRRR电粒子的本身电阻，cR代表导电粒子间的接触电阻，电阻。压阻效应可以理解为在厚膜电阻承受压力时，其形状。若厚膜电阻的宽为w，长为l，厚度为t，电阻率为lRwt应变系数GF....

图2.3惠斯通电桥

最邻近的导电粒子间的距离，代表导电粒子间玻璃/h，m代表电子的质量，h代表普朗克常量，K代表常2.6），当厚膜电阻受到应力时：当受到压应力，导电粒子减小，最终，厚膜电阻的阻值减小；当受到拉应力，导电率增大，最终，厚膜电阻的阻值增大。.6）微分，整理后得....

图2.4弹性膜片应变分布图

图2.4弹性膜片应变分布图2223138rPRrh22231138tPRrh222231138rrtPRrEEh....

本文编号：3905086