科技成果——高精度硅谐振压力传感器

科技成果——高精度硅谐振压力传感器技术领域新一代信息技术技术开发单位中国科学院电子学研究所技术概述高精度压力传感器采用先进的换能机制，利用单晶硅的良好机械特性，将压力的作用应力转化机械部件的固有频率，并输出传感器具有低迟滞误差、重复性好，长期稳定性好等优点。（1）采用基于双谐振器的原位温度自补偿技术，有效解决传感器温度漂移问题，实现了全温区 0.01%FS 精度等级；（2）采用全温区稳幅闭环控制技术，有效降低传感器非线性误差，结合温度自补偿技术，有效拓展了传感器温区和提升了宽温区精度；（3）传感器采用圆片级的真空封装技术，保证了传感器的综合性能，有效抑制传感器的时间漂移问题。项目已研制出应用于军用航空大气数据系统传感器 PRS2511、2512和 RPS5611、工业校准领域传感器 RPS2513、以及民用大气压力传感器MERPT-M1 等系列产品。产品综合精度优于 0.02%FS，年漂移低于100ppm,可靠性指标优于 30 万小时。由李树深、刘明等院士专家组成的鉴定委员会认为：传感器整体性能处于国际先进水平，温度跟随性指标居国际领先。技术特点基于双谐振器设计的高精度硅谐振压力传感器综合精度高、分辨率高、稳定性好、可靠性强、温度跟随性好、温度范围和测量范围大、体积小、功耗低、能批量化制造、成本低。技术指标技术指标PRS2511/2512RPS5611RPS2513MERPT-M1工作温度-55°C〜+85°C-55C~+85C-40C~+85C-40C~+60C里程2~110kPa2~266kPa2~140kPa0~350kPa400〜1100hPa准确度±0.01%FS±0.01%FS±0.01%FS±0.2hPa分辨率0.005%FS0.005%FS0.005%FS2Pa稳定性±100ppm/年±100ppm/年±100ppm/年±0.2hPa/年过载2FS2FS2FS2FS可靠性预估30 万小时30 万小时30 万小时8800 小时供电5±0.5VDC5±0.5VDC,13.5〜16.5VDC5±0.5VDC5±0.5VDC先进程度国际先进技术状态小批量生产、工程应用阶段适用范围（1）航空大气数据系统军用飞机的航空大气数据系统采用综合精度优于 0.02%FS 的高精度压力传感器，用于测量飞机飞行的高度、速度、攻角等参数。本项目所研制的硅谐振压力传感器产品精度水平满足航空大气数据系统要求。2015 年，项目组与太原航空仪表有限公司开展合作，研制两款压力传感器产品，开展国产化替代工作，解决了进口产品使用温区限制、温度跟随性差、启动时间长的问题。目前 RPS2511、2512 产品已完成正样阶段，进入设计定型阶段；RPS5611 产品目前正处于初样阶段。(2)工业控制领域高精度压力传感器在工业控制领域...