戴萧嫣, 杨明亮

(1.中北大学 仪器与电子学院，山西 太原 030051；2.中北大学 电子测试技术国家重点实验室，山西 太原 030051；3.中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051)



基于非共烧技术的高温压力传感器设计*

戴萧嫣1, 杨明亮2,3

(1.中北大学 仪器与电子学院，山西 太原 030051；2.中北大学 电子测试技术国家重点实验室，山西 太原 030051；3.中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051)

摘要:设计一种基于氧化锆(ZrO2)的高温非共烧陶瓷压力传感器。在已有的低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的基础上，经过改进采用了高温非共烧技术进行陶瓷传感器的制作。先进行传感器基底的制作，再制作传感器的金属电路部分。这样解决了高温共烧技术中各材料高温烧结热膨胀系数不匹配的问题。传感器信号读取采用两个电感耦合的方式，实现了非接触压力测量。制作的传感器高温环境下力学特性稳定。测试结果显示：传感器的谐振频率随外加压力的增加而减小，其谐振频率变化对压力的响应灵敏度约为491.10 kHz/bar。

关键词：氧化锆; 非共烧; 传感器; 电容器; 频率

0引言

航空航天等领域中的一些特殊环境属于高温环境(通常大于500 ℃以上)，检测压力的传感器中电连接所用金属引线是良热导体[1～3]，引线传热会使电源、信号电路的温度升高，导致测试系统迅速失效，金属引线在高温下应用具有局限性[4]。基于低温共烧陶瓷(LTCC)的压力传感器已经得到深入的研究，它可在400～500 ℃范围内工作，但其工作时间都不能太久，工作温度也还是有一定的局限[5，6]。……