专利名称：一种实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器领域，具体为一种实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片。
背景技术：
近几年来，随着传感器技术的蓬勃发展，用户对传感器的使用要求也越来越高。其中应用最广的还是压力和温度信号的测试。由于两者测试原理不一样，当用户需要对压力和温度信号同时进行监控时，其不得不使用2只传感器来进行测试。中国专利ZL200510030836. 7公开了一种温度压力传感器，其包括一壳体，所述壳体由探头体和与其连接的一腔体构成，还包括一温度感应元件、四个压力感应元件、一温度传感器电路和一压力传感器电路；所述温度传感器电路和所述压力传感器电路设置于所述腔体中；所述探头体一端面设有安装孔，所述温度感应元件设置在所述安装孔上，所述探头体的所述端面上还间隔设有四个流体进出孔，所述压力感应元件分别设置在所述流体进出孔内。该传感器虽然也能同时测试温度和压力，但其实质上是压力传感器和温度传感器的硬性拼凑，且结构复杂。
实用新型内容为了克服现有的传感器测量功能单一的不足，本实用新型旨在提供一种实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片，该溅射薄膜芯片能够同时完成压力和温度信号的测试，其压力信号能够进行表压和绝压的测试，测试量程在0 60MPa间任选；温度信号的测试范围为_55°C 200°C，两者的测试精度为0. 2%。为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是所述实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片包括金属弹性体，其结构特点是，所述金属弹性体上设有一层绝缘膜，所述绝缘膜上设有合金薄膜电阻和热电阻，所述合金薄膜电阻位于金属弹性体的应变区上方，所述热电阻位于金属弹性体的非应变区上方，在所述合金薄膜电阻和热电阻上设有一层保护膜，在保护膜上设有电极，所述合金薄膜电阻和热电阻通过与电极相连的引线组成惠斯登电桥。本实用新型的压力测试量程为0 60MPa，本实用新型的温度测试量程为_55°C 200°C，两者的测试精度为0. 2%。所述合金薄膜电阻材料为NiCr电阻，热电阻为Pt电阻。首先，根据测试环境确定合适的金属弹性体，例如，根据产品的安装情况确定弹性体的体积大小，根据压力量程确定弹性体的膜片厚度等等。然后通过离子溅射的方式在 17-4PH金属弹性体上在制备一层绝缘膜，保证新片的绝缘性能；再在金属弹性体中心的应变区内制备合金薄膜电阻，当膜片受力变形时，薄膜电阻发生相应变化；在金属弹性体周边的非应变区内制备金属热电阻，当环境温度变化时，金属热电阻也发生相应变化；最后在合金薄膜电阻和金属热电阻上制备一层保护膜和电极，对电阻进行保护，同时通过电极进行引线，将电阻组成惠斯登电桥，得到与压力和温度信号成线性变化的电信号。藉由上述结构，可以实现压力和温度信号的复合测试。如图I所示，图中Pl为工作压力，施加在金属弹性体的压力膜片上；在？1作用下，4个合金薄膜电阻组成的惠斯登电会应形变而发生阻值变形并输出相应的电信号(当P2分别为真空状态、与外界额大气连通或者为密封一个大气压力时，传感器工作类型则分别为绝压、通气式表压和密封式表压传感器)；同时通过金属弹性体的传导热电阻的温度和工作介质的温度相同，并且呈现出对应的电阻值，从而实现温度的测试(由于热电阻不在应变区内，Pl不会对热电阻产生影响)。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型通过离子溅射与离子刻蚀的方式在同一金属弹性体上制备热电阻与应变电阻，实现了温度和压力的同步测试，其中应变电阻制备在金属弹性体的应变区内，实现压力的测试，而热电阻则制备在金属弹性体的非应变区内，实现温度信号的测试，并不受压力信号的影响，最后通过电路的处理，得到用户所需要的标准信号，且测试精度高，达到0. 2%的精度要求，结构简单，体积小，使用方便。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。
图I是本实用新型一种实施例的结构原理图。在图中I-金属弹性体；2_绝缘膜；3_合金薄膜电阻；4-保护膜； 5-热电阻。
具体实施方式
一种实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片，如图I所示，包括下部具有半开放空腔的金属弹性体1，所述金属弹性体I上设有一层绝缘膜2，所述绝缘膜2上设有合金薄膜电阻3和热电阻5，所述合金薄膜电阻3位于金属弹性体I的应变区上方，用于实现压力的测试，所述热电阻5位于金属弹性体I的非应变区上方，用于实现温度信号的测试，在所述合金薄膜电阻3和热电阻5上设有一层保护膜4，在保护膜4上设有电极，所述合金薄膜电阻3和热电阻5通过与电极相连的引线组成惠斯登电桥。所述溅射薄膜芯片的压力测试量程为0 60MPa，温度测试量程为-55°C 200°C。上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型， 而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
权利要求1.一种实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片，包括金属弹性体(1)，其特征是，所述金属弹性体(I)上设有一层绝缘膜(2)，所述绝缘膜(2)上设有合金薄膜电阻(3)和热电阻(5)，所述合金薄膜电阻(3)位于金属弹性体(I)的应变区上方，所述热电阻(5)位于金属弹性体(I)的非应变区上方，在所述合金薄膜电阻(3)和热电阻(5)上设有一层保护膜(4)，在保护膜(4)上设有电极，所述合金薄膜电阻(3)和热电阻(5)通过与电极相连的引线组成惠斯登电桥。
2.根据权利要求I所述的实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片，其特征是，所述溅射薄膜芯片的压力测试量程为0 60MPa。
3.根据权利要求I所述的实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片，其特征是，所述溅射薄膜芯片的温度测试量程为_55°C 200°C。
4.根据权利要求I所述的实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片，其特征是，所述金属弹性体(I)下部具有一个半开放的空腔。
5.根据权利要求I所述的实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片，其特征是，所述合金薄膜电阻(3)材料为NiCr电阻，热电阻(5)为Pt电阻。
专利摘要本实用新型公开了一种实现温度和压力信号的同时测试的溅射薄膜芯片，属于传感器领域。为了解决现有的传感器测量功能单一的问题，所述溅射薄膜芯片包括金属弹性体，该金属弹性体上设有一层绝缘膜，所述绝缘膜上设有合金薄膜电阻和热电阻，所述合金薄膜电阻位于金属弹性体的应变区上方，所述热电阻位于金属弹性体的非应变区上方，在所述合金薄膜电阻和热电阻上设有一层保护膜，在保护膜上设有电极，所述合金薄膜电阻和热电阻通过与电极相连的引线组成惠斯登电桥。本实用新型实现了压力和温度的同时测试，且测试精度高，达到0.2％的精度要求，结构简单，体积小，使用方便。
文档编号G01D21/02GK202304895SQ20112041663
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者何峰, 何迎辉, 张建国, 肖友文, 谢贵久, 谢锋, 金忠, 龙悦 申请人:中国电子科技集团公司第四十八研究所