【摘 要】
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锰铜压力传感器是一种特种的压力传感器,主要用于测量冲击波产生的超高压力,其量程上限可达100GPa,是现有压力传感器中测压量程最高的。为满足国防重点工程的特殊需要,须进一步提
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锰铜压力传感器是一种特种的压力传感器,主要用于测量冲击波产生的超高压力,其量程上限可达100GPa,是现有压力传感器中测压量程最高的。为满足国防重点工程的特殊需要,须进一步提高压力传感器的测试精度、拓宽测试压力的范围,并使其进一步微小型化。本文通过传感器的结构设计、绝缘材料的研究、以及采用新的传感器制备工艺,研制出了一种新型的箔式锰铜压力传感器,这种高压力传感器的主要特点和本论文的创新性归纳如下:
首次采用无机材料作为箔式锰铜压力传感器的绝缘层。在锰铜箔上采用薄膜工艺双面沉积Al2O3薄膜。上述技术的主要优点在于采用在高压力绝缘性能好的三氧化二铝作为绝缘封装材料,而代替现有箔式锰铜计中所使用的粘胶剂及PTFE膜,从而在根本上消除了高压旁路效应,拓宽传感器的测压上限范围。
提出并采用薄膜工艺实现箔式传感器的内引线,以消除传统箔式锰铜传感器中因焊接铜引线而引起的厚度不均匀现象,以确保后续的薄膜制备中的可靠性。
通过二级轻气炮压力测试数据表明,该传感器所承受的动态压力为55.32GPa,压阻系数为0.024~0.027GPa-1,传感器的延续时间可达2.5us。且测试结果还表明,该传感器还能够测试更高的压力。这说明所研制出的新型箔式锰铜传感器较传统的箔式锰铜传感器测压上限高、测试超高压力的精度高;与薄膜式锰铜传感器比较,其压阻灵敏度高、延续寿命长、一致性好。因此该传感器具有相当好的工程应用前景。
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