在A03号耐高温压力传感器结构设计上采用梁膜结合压力传递结构,使被测高温流体不能直接作用在SOI芯片固态压阻力敏感元件上,从而避免了被测流体的瞬时高温冲击(2 000℃).给出了传感器结构设计理论和设计结果及SOI芯片固态压阻力敏感元件的制作方法.对设计制作的耐高温微型压力传感器进行了高温实验.测试结果表明,这种新型结构的耐高温微型压力传感器具有较好的静态特性.

MEMS耐高温压力传感器在封装结构上采用薄膜隔离式结构,在油腔与波纹片所形成的密闭容腔里面填充高温硅油。由于传感器的工作温度达250℃,硅油、壳体基座及波纹片将会产生不同程度的热膨胀,最终将给压阻力敏芯片形成一定附加压力,严重影响传感器的精度。文中主要就硅油、壳体基座及波纹片在250℃工作时由于不同的热膨胀系数而导致的膨胀不一致情况进行ANSYS仿真分析,研究了平膜膜片及波纹状膜片情况下的硅油热膨胀问题,最后相应地得到了硅油相对于壳体和波纹片的热膨胀率,同时分析得出了合理设计波纹片结构可以有效减小硅油热膨胀时所产生的附加压力,提高传感器的工作灵敏度与稳定性。

采用微型机械电子系统技术和集成电路工艺制作出了SOI技术高灵敏度的硅微固态压阻平膜芯片；通过动力学分析和有限元模拟，研制出了具有高过载保护功能的加速度传感器结构；通过玻璃粉烧结工艺将其键合在弹性梁的应力集中处，研制出量程为±2000g、过载能力为30倍满量程的高过载梁膜结合压阻式加速度计．加速度计具有较高的测量灵敏度和精度，满量程输出为126．97mV／2V，静态精度为0．86％FS．