在某些應(yīng)用中，壓力傳感器部署在非常惡劣的環(huán)境中。例如，飛機(jī)系統(tǒng)非常復(fù)雜，需要在惡劣的環(huán)境條件下工作。僅溫度就可能從極低到異常高，具體取決于傳感器在飛機(jī)上的使用位置。由于這些極端條件，航空航天應(yīng)用中使用的傳感器或換能器最好能夠承受惡劣的工作條件。

　這就是薄膜技術(shù)的用武之地。采用薄膜技術(shù)的傳感器比市場(chǎng)上的其他傳感器更堅(jiān)固、更輕、更簡(jiǎn)單，同時(shí)也更便宜、更可靠。讓我們看看為什么以及如何。

　一、壓力傳感器技術(shù)的類型

　首先，讓我們從壓力傳感器的一些背景信息開始。術(shù)語(yǔ)“傳感器”用于描述將物理量的變化轉(zhuǎn)換為成比例的電信號(hào)的任何設(shè)備。壓力傳感器通常使用壓阻應(yīng)變計(jì)技術(shù)（通常采用惠斯通電橋）來(lái)感應(yīng)壓力變化并將其轉(zhuǎn)換為電輸出。飛機(jī)壓力傳感器中使用的應(yīng)變計(jì)技術(shù)大致分為兩種類型：微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)和薄膜。

　二、MEMS系統(tǒng)如何工作

　在MEMS傳感器技術(shù)中，介質(zhì)的壓力由硅或絕緣體上硅傳感元件測(cè)量，該傳感元件上有壓阻應(yīng)變計(jì)電橋，MEMS元件和不銹鋼膜片之間存在傳輸介質(zhì)（通常是硅油）。施加在隔膜上的壓力通過油傳遞到MEMS元件。壓力的變化會(huì)導(dǎo)致MEMS元件壓阻式應(yīng)變計(jì)的電輸出發(fā)生變化。該電輸出為我們提供了系統(tǒng)內(nèi)壓力變化的指示。

　三、MEMS傳感器技術(shù)的不足在哪里？

　MEMS壓力傳感器確實(shí)有一些缺點(diǎn)。首先，MEMS器件非常復(fù)雜，其設(shè)計(jì)和制造工藝也相當(dāng)復(fù)雜。這種復(fù)雜性是這些設(shè)備成本高昂的原因之一。

　其次，MEMS傳感器的精度和可靠性很大程度上取決于絕緣膜片的復(fù)雜制造和設(shè)計(jì)。最重要的是，在極高或極低的溫度下使用時(shí)，設(shè)備內(nèi)的硅油可能會(huì)發(fā)生熱膨脹或收縮。

　圖中顯示了在低于-40°F的溫度下測(cè)試MEMS傳感器時(shí)會(huì)發(fā)生什么情況。這是一個(gè)主要問題，因?yàn)闊崤蛎浐褪湛s可能會(huì)損壞不銹鋼隔膜，從而需要更換傳感器。

　四、薄膜傳感器和轉(zhuǎn)換器選擇

　薄膜傳感器比MEMS傳感器更堅(jiān)固且更簡(jiǎn)單。它們簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使它們更容易以更低的成本制造，即使在極端溫度（低于-40 o F和高達(dá)392 o F）等惡劣的操作條件下，它們也能提供令人難以置信的精度和可靠性。在薄膜傳感器技術(shù)中，壓阻應(yīng)變片電橋直接沉積在電池的不銹鋼隔膜上，該隔膜與被測(cè)介質(zhì)直接接觸。