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锰铜计是一种特种传感器,主要用于测量冲击波产生的超高压力。其量程上限可达50GPa,是现有传感器中测压量程最高的。为满足国防工程的特殊需要,须进一步提高传感器的量程上限及缩短传感器的响应时间。本文通过敏感材料和封装材料的研制、传感器的结构设计以及采用新的传感器制备工艺,研制了一种新型的阵列化的锰铜传感器,所得到的主要结论及创新性的结果可归纳如下:首次采用熔融石英材料作为传感器的绝缘基板。在绝缘基板上沉积锰铜敏感薄膜。并在敏感薄膜的上面沉积SiO2绝缘封装层薄膜。上述技术的主要优点在于可以采用高压绝缘性能更好的无机物作为绝缘封装材料,如本研究中所采用的SiO2,而代替在箔式锰铜计中所使用的PTFE;并可实现敏感元件“清洁”地无机固态封装,即将整个敏感元件是包封在无机物中,而不与高压力下绝缘性能相对较差的有机物,如粘接剂、树脂等直接接触,从而在根本上消除了高压旁路效应。首次采用以半导体光刻的方法来刻蚀锰铜敏感薄膜和铜电极薄膜的图形。克服了利用掩模工艺易出现薄膜边缘衍射的问题。光刻线条均匀、一致,可以有效控制图形。根据“后置”式传感器的阻抗匹配原则,可将待测材料中的压力外推至100GPa以上。本试验铝靶中实测的最高压力为51.68GPa,SiO2材料中的压力为35.396 GPa。输出信号前沿为30ns,延迟时间为400ns。从现有的测试结果分析,该种结构的传感器还能测试更高的压力。锰铜计的输出具有信号波形完整,压阻信号的平台持续时间长,无明显的旁路存在等特点。