基于Pt膜的陣列式風(fēng)速風(fēng)向雙參數(shù)傳感器研究.pdf

1、風(fēng)速風(fēng)向傳感器是一種應(yīng)用極為廣泛的傳感器，人們?cè)诤芏鄨?chǎng)合下迫切需要靈敏度高、攜帶方便和成本較低的新型風(fēng)速風(fēng)向傳感器?；贛EMS技術(shù)和薄膜技術(shù)，本文提出了一種新型的風(fēng)速風(fēng)向雙參數(shù)傳感器。 雙參數(shù)風(fēng)傳感器是基于熱溫差型原理設(shè)計(jì)的，傳感器的表面經(jīng)過(guò)加熱，芯片的溫度高于周圍環(huán)境溫度，有風(fēng)吹過(guò)傳感器表面時(shí)，會(huì)對(duì)表面造成不均勻冷卻，傳感器表面風(fēng)的方向的上游和下游會(huì)產(chǎn)生一個(gè)溫度梯度。通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)垂直方向的感溫元件差模信號(hào)溫差，可以同時(shí)獲得風(fēng)

2、速和風(fēng)向的信息。 鉑是一種物理化學(xué)性能穩(wěn)定的貴金屬，是目前制造熱電阻的最好材料，其長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的復(fù)現(xiàn)性可達(dá)10<'-4>K，是目前測(cè)溫復(fù)現(xiàn)性最好的，可用作-259.34℃～630℃溫區(qū)范圍的標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器敏感材料。傳感器是采用直流磁控濺射方法，在氬氣的氣氛下，用高純鉑靶在陶瓷基片上制備Pt膜熱敏電阻陣列。傳感器芯片是由感溫面5個(gè)陣列單元，對(duì)應(yīng)加熱面4個(gè)陣列單元構(gòu)成。 研究的主要內(nèi)容有：(1)設(shè)計(jì)了傳感器芯片的圖形，并確立了

3、傳感器工藝流程以及測(cè)試方法。(2)研究了磁控濺射鍍膜時(shí)基片的選擇，基片的凈化，基片的溫度，靶材的質(zhì)量要求，沉積速率等對(duì)鉑膜的影響以及濺射功率對(duì)沉積速率和薄膜表面形態(tài)的影響。(3)分析了磁控濺射鍍膜工藝參數(shù)中濺射功率、濺射時(shí)間對(duì)Pt膜制備的影響，建立了濺射功率和濺射時(shí)間與Pt膜膜厚的關(guān)系。結(jié)果表明，在濺射功率一定的情況下，膜厚隨著濺射時(shí)間的增加而線性的增加；在濺射時(shí)間一定的情況下，膜厚隨著濺射功率的增加也增大。并利用Matlab軟件創(chuàng)立了