单芯体硅—蓝宝石压差传感器研制

王俊巍, 马明宇, 谢胜秋, 王明伟

(中国电子科技集团公司第四十九研究所,黑龙江 哈尔滨 150028)

0 引 言

中国航空发动机发展已经进入快车道,一系列新型发动机项目进入了关键攻关阶段。目前具有独立研发大推力航空发动机能力的国家主要有美国、英国、法国、俄罗斯等,而中国想要缩短差距甚至赶超世界先进水平仍有不小的难度。当今技术的差距不仅在发动机材料和设计方面,更有传感器测量技术方面的差距。本文根据发动机系统环境特点设计了压差传感器,用于实时监测燃油及润滑油油路滤塞前后压差，以判断滤塞状态，为整机维护和故障预警提供重要数据支持。为满足发动机运行中高稳定性、高可靠性、耐高温、抗过载等要求,且适应整体尺寸小及管路结构复杂的特点,用户要求采用柱塞式接口。目前市场常见的压差传感器主要为含油封单芯体压力传感器或双芯体压力传感器等。而含油封芯体因为内部充油不能耐高温使用,采用双芯体结构则体积大、对称性差。因此,需要研制一种硅蓝宝石敏感元件为核心的柱塞式单芯体压差传感器。

1 基本原理

柱塞式单芯体压差传感器是基于硅压阻效应采用硅蓝宝石敏感芯片制成。硅蓝宝石敏感芯片采用蓝宝石衬底上的单晶硅作为敏感材料,当硅材料在外力或应力作用下,原子点阵排列发生变化,其晶格间距发生改变、禁带宽度随之变化,导致载流子迁移率及载流子浓度变化,从而引起电阻率的变化。……