PCB傳感器技術是現(xiàn)代科學技術發(fā)展水平的標志之一，而PCB壓力傳感器技術是傳感器技術的一個重要分支。 目前，擴散硅、電容式、硅藍寶石、陶瓷厚膜、金屬應變電式等各種類型的PCB壓力傳感器廣泛應用于國民生產(chǎn)各行業(yè)和科技領域。 下面簡單介紹一些常用的PCB壓力傳感器的特點及其區(qū)別。

藍寶石壓力傳感器

藍寶石壓力傳感器利用應變電阻的工作原理，采用硅藍寶石作為半導體傳感器，具有無可比擬的計量特性。

藍寶石系統(tǒng)由單晶絕緣體元件組成，不會產(chǎn)生滯后、疲勞和蠕變； 藍寶石比硅堅固，硬度更高，不怕變形； 而且，藍寶石的彈性和絕緣性非常好。 因此，用硅藍寶石制成的半導體傳感元件對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下也具有良好的工作特性； 藍寶石具有很強的抗輻射能力； 此外，硅藍寶石半導體傳感器沒有p-n漂移，從根本上簡化了PCB制造工藝，提高了重復性，保證了PCB的高成品率。

采用硅藍寶石半導體傳感元件制成的PCB壓力傳感器和變送器可在最惡劣的工作條件下正常工作，具有可靠性高、精度好、溫度誤差小、性價比高等特點。

擴散硅壓力傳感器

擴散硅壓力傳感器的工作原理是：被測介質的壓力直接作用在傳感器的膜片（不銹鋼或陶瓷）上，使膜片產(chǎn)生與介質壓力成正比的微小位移，使電阻值為 傳感器變化，用PCB電子電路檢測這種變化，并轉換輸出與該壓力對應的標準測量信號。

陶瓷壓力傳感器

耐腐蝕陶瓷壓力傳感器無液體傳輸。 壓力直接作用于陶瓷膜片前表面和腔室膜片表面，使膜片產(chǎn)生輕微變形。 厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，并連接到惠斯通電橋（閉式電橋）。 由于壓敏電阻的壓阻效應，電橋產(chǎn)生與壓力和激勵電壓成正比的高線性電壓信號，標準信號根據(jù)不同壓力范圍標定為2.0、3.0、3.3 mV等，可兼容 帶應變片傳感器。 通過激光校準，傳感器具有較高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性。 傳感器自帶0℃~70℃溫度補償，可直接接觸大多數(shù)介質。

陶瓷是公認的高彈性、耐腐蝕、耐磨、抗沖擊、抗振動的材料。 陶瓷的熱穩(wěn)定性及其厚膜電阻使其工作溫度范圍高達-40℃~135℃，具有較高的測量精度和穩(wěn)定性。 電氣絕緣度大于2KV，輸出信號強，長期穩(wěn)定性好。 高性能、低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向。 歐美國家有全面替代其他類型傳感器的趨勢。 在國內(nèi)，越來越多的用戶使用陶瓷傳感器來替代擴散硅壓力傳感器。

陶瓷厚膜結構與力敏Z元件優(yōu)勢互補

厚膜壓力傳感器是繼擴散硅壓力傳感器之后壓力傳感器的又一重大技術創(chuàng)新，力敏Z元件是目前國內(nèi)外唯一具有數(shù)字信號輸出的敏感元件。 因此，將陶瓷厚膜工藝與最簡單的力敏Z元件電路巧妙結合，可以生產(chǎn)出性能優(yōu)良、成本低廉的新型傳感器。 具體來說，陶瓷厚膜工藝具有以下優(yōu)點：

● 陶瓷彈性體性能優(yōu)良，材料平整、均勻、致密，在一定范圍內(nèi)嚴格遵守虎克定律，無塑性變形。

● 厚膜電阻器（包括高溫導體）與陶瓷彈性膜片燒結牢固，無需粘合劑。 剛性結構，蠕變小，漂移小，靜態(tài)性能穩(wěn)定，動態(tài)性能好。

● 厚膜彈性體結構簡單，制備容易。 與擴散硅壓力傳感器相比，不需要半導體平面工藝形成擴散電阻彈性膜，大大降低了PCB生產(chǎn)線的初期投資和加工成本。

● 陶瓷厚膜結構，耐液體或氣體介質腐蝕，無需不銹鋼膜片和硅油的轉換隔離，簡化封裝結構，進一步降低成本。

● 工作范圍廣。 測量范圍取決于有效半徑與膜片厚度之比。 只要微壓不小于1Kpa，原則上也容易達到更高的量程。

● 工作溫度范圍廣，可達-40℃~120℃。

陶瓷厚膜力數(shù)字傳感器的結構設計

陶瓷厚膜力數(shù)字傳感器主要由陶瓷環(huán)、陶瓷膜片和陶瓷蓋板組成。 陶瓷膜作為力敏彈性體，采用95%Al2O3瓷精加工而成。 要求平整、均勻、密實。 其厚度和有效半徑取決于設計范圍。

瓷環(huán)采用熱壓鑄工藝在高溫下燒制而成。 陶瓷膜片與陶瓷環(huán)之間采用高溫玻璃漿料，通過厚膜印刷和熱燒技術一起燒制，形成具有周邊固定支撐的力敏杯形彈性體，即無蠕變的剛性結構。 在陶瓷的周邊固定支撐處形成。 在陶瓷膜的上表面，即瓷杯的底部，采用厚膜工藝技術制作傳感器電路。 陶瓷蓋板下部的圓形凹槽在蓋板和膜片之間形成一定的間隙。 通過限位可防止膜片在過載時因過度彎曲而折斷，對線路板傳感器形成防過載保護。