一种基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器，包括：环形段以及矩形段，其中，矩形段设置在环形段的内部，并且，矩形段的四角分别与环形段交叉形成四个交叉点，在每个交叉点上分别引出引线，四个交叉点按照顺时针方向分别为A、B、C、D,设定圆形的圆心点为O，按照顺时针方向，环形段通过各个交叉点分成为第一环形段、第二环形段、第三环形段、第四环形锻，矩形段通过各个交叉点分成为第一矩形段、第二矩形段、第三矩形段、第四矩形段。

【技术实现步骤摘要】
一种基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器
本专利技术涉及传感器
，尤其是一种基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器。
技术介绍
在在新型航天飞行器研制过程中，为了保证材料在高温条件下保持良好稳定的力学特性，需要采用C/C复合材料(碳/碳复合材料)制作结构部件。这些结构部件在工作中将要承受恶劣的工作环境，如高温、强氧化以及强振动、强风阻等复杂力学载荷的环境，为此通过试验获得飞行状态下高温结构材料的实际结构特性就成为解决问题的关键。现有技术中，在诸多测试需求中，高温结构材料的烧蚀测试是目前较为突出的需求，这是因为在飞行器飞行状态下，对其外表面的烧蚀厚度进行实时测量，从而获得飞行器工作状态下外表面烧蚀率随时间的变化关系，对于飞行器的飞行安全和结构设计是十分必要的。但是，由于飞行状态下测试条件的苛刻以及飞行器壳体结构的复杂性等原因，使得目前本领域对烧蚀厚度的实时测量具有相当大的难度，而以往公知的诸如超声波测厚、射线测厚、热电偶靶线测厚等方法在实际应用中或者由于安装尺寸和安装条件的局限，或者由于分辨率和精度的不足，尚都难以满足飞行器表面烧蚀实时测量的要求。中国专利公开号CN105444661B，公开了一种基于金属溅射薄膜技术的烧蚀传感器，其基本采用金属溅射的基本原理，但在实际测定中采用基本的线性判定方式，测试只能通过线性或者叠加的方式测定电压或者压力值信息，其测量范围较窄，且，易受到环境影响。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器，用以克服现有技术中的问题。r>为实现上述目的，本专利技术提供一种基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器，包括：环形段以及矩形段，其中，矩形段设置在环形段的内部，并且，矩形段的四角分别与环形段交叉形成四个交叉点，在每个交叉点上分别引出引线，四个交叉点按照顺时针方向分别为A、B、C、D,设定圆形的圆心点为O，按照顺时针方向，环形段通过各个交叉点分成为第一环形段、第二环形段、第三环形段、第四环形锻，矩形段通过各个交叉点分成为第一矩形段、第二矩形段、第三矩形段、第四矩形段；设定传感器的四个部分，分别为：第一环形段、第一矩形段构成的第一检测部分OAB，第二环形锻、第二矩形段构成的第二检测部分OBC，第三环形锻、第三矩形段构成的第三检测部分OCD，第四环形锻、第四矩形段构成的第四检测部分ODA，各个部分能够分别单独检测或者相邻部分同时检测；在任意的其中一检测部分内，第一部分压力检测信息为：U1＝(axU11+bxU21)xZ1xY1(1)其中，U11表示第一环形段产生的压差，U21表示第一矩形段产生的压差；a表示第一弧形段的误差系数，b表示第一矩形段的误差系数，Z1表示环境参考参量,Y1表示单一检测部分系数，设定为0.912。进一步地，在上述式(1)中，U11＝ixn11，n11表示第一环形段的金属丝栅的熔断剩余数量；其中，U21＝ixn21，n21表示第一矩形段的金属丝栅的熔断剩余数量。进一步地，在确定弧形段误差系数a时，通过同一压力值分别施加到具有相同数量金属丝栅的索所述第一弧形段、第二弧形段、第三弧形段、第四弧形段，分别测定各段电压值，在相同电流i时，分别计算各段的金属丝栅的剩余数量分别为n1,n2，n3,n4，选定其中最大剩余量为n01,其中最小剩余量为n02，误差量为n01-n02，则计算误差系数a＝1-(n01-n02)/[(n1+n2+n3+n4)/4]。进一步地，确定矩形段的误差系数b时，通过同一压力值分别施加到具有相同金属丝栅的所述第一矩形段、第二矩形段、第三矩形段、第四矩形段，分别测定各段电压值，在相同电流i时，分别计算各段的金属丝栅的剩余数量分别为N1,N2，N3,N4，选定其中最大剩余量为N1,其中最小剩余量为N2，误差量为N1-N2，则计算误差系数b＝1-(N1-N2)/[(N1+N2+N3+N4)/4]。进一步地，计算所述环境参量Z1时，按照下述计算，Z1＝(Z11+Z12)/2，其中，Z11表示环形环境参量，Z12表示矩形环境参量，在测定完成第一环形段产生的压差U11后，第一环形段的金属丝栅的熔断剩余数量n11，在相同电流下，根据误差判断过程中的，各个弧形段的金属丝栅的剩余数量比例确定其余各个弧形段的剩余数量，其过程为：第二弧形段的实时计算数量为n12＝n11x(n2/n1)；第三弧形段的实时计算数量为n13＝n11x(n3/n1)；第四弧形段的实时计算数量为n14＝n11x(n4/n1)；确定其中最大剩余量n001,其中最小剩余量为n002，则环形环境参量Z11＝1-(n001-n002)/[(n11+n12+n13+n14)/4]。进一步地，在测定完成第一矩形段产生的压差U12后，第一矩形段的金属丝栅的熔断剩余数量N11，在相同电流下，根据误差判断过程中的，各个矩形段的金属丝栅的剩余数量比例确定其余各个矩形段的剩余数量，其过程为：第二矩形段的实时计算数量为N12＝N11x(N2/N1)；第三矩形段的实时计算数量为N13＝N11x(N3/N1)；第四矩形段的实时计算数量为N14＝N11x(N4/N1)；确定其中最大剩余量N001,其中最小剩余量为N002，则矩形环境参量Z12＝1-(N001-N002)/[(N11+N12+N13+N14)/4]。进一步地，在任意的其中相邻的两个区域内，压差确定为：U1-2＝(U1+U2)xY12(2)上式中，U1表示第一部分压力检测值，U2表示第二部分压力检测值，其中，U1＝(axU11+bxU21)xZ1xY1U2＝(a2xU12+b2xU22)xZ2xY2。进一步地，在上述U2＝(a2xU12+b2xU22)xZ2xY2中，U12示第二弧形段产生的压差，U22表示第二矩形产生的压差，Y12表示两部分检测部分系数，设定为0.997；其中，U12＝ixn12，n12表示第二环形段的金属丝栅的熔断剩余数量；U22＝ixn22，n22表示第二矩形段的金属丝栅的熔断剩余数量。进一步地，对于连续的三个部分的压差，如第一区域、第二区域、第三区域，其确定方式为：U1-2-3＝(U1+U2+U3)xY123(3)上式中，U1表示第一部分压力检测值，U2表示第二部分压力检测值，U3表示第三部分压力检测值，Y123表示两部分检测部分系数，设定为0.996，其中，U1＝(axU11+bxU21)xZ1xY1U2＝(a2xU12+b2xU22)xZ2xY2U3＝(a3xU13+b3xU23)xZ3xY3。进一步地，上述U3＝(a3xU13+b3xU23)xZ3xY3中，U13示第三弧形段产生的压差，U23表示第三矩形产生的压差，其中，U13＝ixn13，n13表示第三环形段的金属丝栅的熔断剩余数量；U23＝ixn23，n23表示第三矩形段的金属丝栅的熔断剩余数量。与现有技术相比，本专利技术的有益效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器，其特征在于，包括：环形段以及矩形段，其中，矩形段设置在环形段的内部，并且，矩形段的四角分别与环形段交叉形成四个交叉点，在每个交叉点上分别引出引线，四个交叉点按照顺时针方向分别为A、B、C、D,设定圆形的圆心点为O，按照顺时针方向，环形段通过各个交叉点分成为第一环形段、第二环形段、第三环形段、第四环形锻，矩形段通过各个交叉点分成为第一矩形段、第二矩形段、第三矩形段、第四矩形段；/n设定传感器的四个部分，分别为：第一环形段、第一矩形段构成的第一检测部分OAB，第二环形锻、第二矩形段构成的第二检测部分OBC，第三环形锻、第三矩形段构成的第三检测部分OCD，第四环形锻、第四矩形段构成的第四检测部分ODA，各个部分能够分别单独检测或者相邻部分同时检测；/n在任意的其中一检测部分内，第一部分压力检测信息为：/nU1＝(a x U11+b x U21)xZ1 x Y1 (1)/n其中，U11表示第一环形段产生的压差，U21表示第一矩形段产生的压差；a表示第一弧形段的误差系数，b表示第一矩形段的误差系数，Z1表示环境参考参量,Y1表示单一检测部分系数，设定为0.912。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器，其特征在于，包括：环形段以及矩形段，其中，矩形段设置在环形段的内部，并且，矩形段的四角分别与环形段交叉形成四个交叉点，在每个交叉点上分别引出引线，四个交叉点按照顺时针方向分别为A、B、C、D,设定圆形的圆心点为O，按照顺时针方向，环形段通过各个交叉点分成为第一环形段、第二环形段、第三环形段、第四环形锻，矩形段通过各个交叉点分成为第一矩形段、第二矩形段、第三矩形段、第四矩形段；
设定传感器的四个部分，分别为：第一环形段、第一矩形段构成的第一检测部分OAB，第二环形锻、第二矩形段构成的第二检测部分OBC，第三环形锻、第三矩形段构成的第三检测部分OCD，第四环形锻、第四矩形段构成的第四检测部分ODA，各个部分能够分别单独检测或者相邻部分同时检测；
在任意的其中一检测部分内，第一部分压力检测信息为：
U1＝(axU11+bxU21)xZ1xY1(1)
其中，U11表示第一环形段产生的压差，U21表示第一矩形段产生的压差；a表示第一弧形段的误差系数，b表示第一矩形段的误差系数，Z1表示环境参考参量,Y1表示单一检测部分系数，设定为0.912。


2.根据权利要求1所述的基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器，其特征在于，在上述式(1)中，U11＝ixn11，n11表示第一环形段的金属丝栅的熔断剩余数量；
其中，U21＝ixn21，n21表示第一矩形段的金属丝栅的熔断剩余数量。


3.根据权利要求2所述的基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器，其特征在于，在确定弧形段误差系数a时，通过同一压力值分别施加到具有相同数量金属丝栅的索所述第一弧形段、第二弧形段、第三弧形段、第四弧形段，分别测定各段电压值，在相同电流i时，分别计算各段的金属丝栅的剩余数量分别为n1,n2，n3,n4，选定其中最大剩余量为n01,其中最小剩余量为n02，误差量为n01-n02，则计算误差系数a＝1-(n01-n02)/[(n1+n2+n3+n4)/4]。


4.根据权利要求2所述的基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器，其特征在于，确定矩形段的误差系数b时，通过同一压力值分别施加到具有相同金属丝栅的所述第一矩形段、第二矩形段、第三矩形段、第四矩形段，分别测定各段电压值，在相同电流i时，分别计算各段的金属丝栅的剩余数量分别为N1,N2，N3,N4，选定其中最大剩余量为N1,其中最小剩余量为N2，误差量为N1-N2，则计算误差系数b＝1-(N1-N2)/[(N1+N2+N3+N4)/4]。


5.根据权利要求3所述的基于金属溅射薄膜压敏芯片的传感器，其特征在于，计算所述环境参量Z1时，按照下述计算，Z1＝(Z11+Z12)/2，其中，Z11表示环形环境参量，Z12表示矩形环境参量，在测定完成第一环形段产生的压差U11后，第一环形段的金属丝栅的熔断剩余数量n11，在相同电流下，根据误差判断过程中的，各个弧形段的金属丝栅的剩余数量比例确定其余各个弧形段的剩余数量，其过程为：
第二弧形段的实时计算数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国秋，黄坚，陈璀，
申请(专利权)人：湖南启泰传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43