每個周六，中國兵器工業(yè)第214所研究員級高級工程師夏俊生，都會像工作日一樣早早地來到辦公室加班。日前“神舟十號”載人飛船上天，他和他的團隊貢獻了5種集成電路。其中，驅(qū)動控制的專用集成電路、壓力傳感器等成為確保航天飛行器各系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵器件。

　　航天工程對于集成電路的質(zhì)量和可靠性都有特殊要求。夏俊生與同事們將下達的20多項參數(shù)指標，細化分解成50多項落地指標。兩年時間研制樣品，三四年時間來改進優(yōu)化，214所終于研制出高可靠性的集成電路。按照要求，電路要保證在-55℃至125℃的溫度范圍內(nèi)正常工作。夏俊生等技術(shù)人員把電路承受的范圍擴大到-65℃至150℃。

　　隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，功能集成化和結(jié)構(gòu)小型化或一體化則成為傳感器的主要發(fā)展趨勢之一。壓力開關(guān)傳感器的研制就是將功能單一的機械式壓力開關(guān)與壓力傳感器結(jié)構(gòu)小型化、功能集成化，使二者在同一個壓力腔內(nèi)能夠同時提供開關(guān)信號和連續(xù)電信號。該壓力開關(guān)傳感器研制要突破一體化結(jié)構(gòu)、小型傳感器設(shè)計及機械壓力開關(guān)等關(guān)鍵技術(shù)難點，解決涉及多門學科相互交叉的綜合技術(shù)。

　　為了實現(xiàn)機械壓力開關(guān)與傳感器一體化結(jié)構(gòu)的要求，二者必須位于同一壓力腔體中。如果沒有體積尺寸和重量的限制，傳感器與壓力開關(guān)只需平行排列就可以。但在較小結(jié)構(gòu)空間內(nèi)，我們擬將傳感器與壓力開關(guān)的感壓膜片面對面安裝在同一壓力腔內(nèi)，共用同一個壓力接口與信號接插件。能夠同步感受外部傳遞的壓力，并同時提供階越信號與連續(xù)電信號。該結(jié)構(gòu)外殼為不銹鋼材料，整體設(shè)計采用固體硬連接，利用氬弧焊、電阻焊和電子束等多種體連接方法實現(xiàn)傳感器結(jié)構(gòu)內(nèi)無可動部件，強化傳感器抗壓、抗振、抗沖擊特性。
壓力傳感器的工作原理選擇擴散硅壓阻工作機理。將構(gòu)成惠斯登電橋的四個擴散硅電阻對稱設(shè)計在彈性體的正負應變區(qū)上，擴散硅電阻隨被測介質(zhì)的壓力增加而增加或減小，造成惠斯登電橋的不平衡電壓與被測壓力成線性變化。

　　基于一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計壓力傳感器的敏感器件和芯體采用微小型化，與壓力開關(guān)形成上下配套結(jié)構(gòu)，形成一體化設(shè)計。為傳感器小型體芯結(jié)構(gòu)。傳感器設(shè)計利用自主開發(fā)的傳感器計算機輔助設(shè)計應用技術(shù)進行，使用ANSYS有限元分析平臺軟件和CV機械設(shè)計軟件及數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)資料，建立合理適用的傳感器數(shù)學模型。傳感器結(jié)構(gòu)進行全固態(tài)設(shè)計，敏感芯片與玻璃之間、玻璃與金屬導壓管之間連接采用靜電封接，燒結(jié)座、導壓管、膜片及焊環(huán)之間采用氬弧焊接或電子束焊接，有效地避免了膠粘等軟連接對傳感器性能的影響，同時提高了芯體的穩(wěn)定性和可靠性。同時利用貼片或厚膜電阻網(wǎng)絡技術(shù)，采用全溫區(qū)的兩點和三點補償方案，對傳感器的零點失調(diào)電壓、零點和靈敏度的熱漂移進行二次溫度補償。

　　北京賽斯維測控技術(shù)有限公司為客戶提供不同類型壓力傳感器，產(chǎn)品咨詢熱線:010-84775646 84775648。

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