传感器膜片耐极低温

     传感器膜片：

传感器膜片是许多类型传感器中最核心的感知元件之一。它本质上是一个薄而柔韧的片状结构，通常为圆形，其核心功能是将受到的物理压力（或压差）转换为自身的微小形变（位移），然后这个形变再通过其他机制被转换为可测量的电信号。

核心功能与工作原理

膜片的工作原理基于弹性力学。当膜片的一侧或两侧受到压力作用时，会发生弯曲变形。

1. 感知压力：压力（或压差）作用在膜片上。

2. 产生形变：膜片因此产生与压力成正比的微小弯曲位移。这个形变通常是毫米甚至微米级别的。

3. 转换信号：这种机械形变需要通过某种方式被“读取”并转换成电信号。常见的转换技术有：

   • 应变片：将电阻应变片粘贴在膜片上。膜片变形会导致应变片随之被拉伸或压缩，从而改变其电阻值。通过测量电路（如惠斯通电桥）检测电阻变化，即可推算出压力大小。

   • 电容式：将膜片作为一个电容极板，与一个固定的极板平行相对。膜片变形会改变两个极板之间的距离，从而改变电容量。测量电容的变化即可得知压力。

   • 光学式：通过测量膜片变形时光纤光栅的波长漂移或反射光强的变化来感知压力。

   • 压阻式：直接在硅质膜片上通过半导体工艺制作压敏电阻。当膜片受力变形时，电阻率会发生变化，灵敏度非常高（常用于MEMS压力传感器）。

     
     

    我产加工工艺是中间一个大圆是硬质塑件，背面包液体硅胶，且液体硅胶向外延展，有凹沟设计及密封平台，通过凹形沟极薄的硅胶位感应形体内部的压力差。

     膜片装入传感器后能感应到内里气压的微妙变化。客人前期产品对产品很满意，随着产品的测试进一步深入，发现产品设计时没考虑低温环境作业，因硅胶胶位只有0.3MM，经测试在零下15度左右，虽然硅胶保持完好形状，取出没损坏，但长时间在零下15度环境内，硅胶在该温度下的物理性能有衰变。相当于用常规奶嘴同等级料做这款传感器膜片在零下15后以后灵敏度得不到保证。这就导至该产品有在低温环境下作业失灵的风险。

    该产品在低温环境下使用场景相对还较多，以前常规硅胶也标示能耐零下30多度，但只是这硅胶在这情景下不会有损坏，并不代表硅胶物理性能没有衰变。鉴于该情况，我司工程与原料厂商进行了深刻的检讨与研究。     

     在尝试期间试过氟硅胶，效果不明显，后面与供应商经过多次进行配方调试，已经成功取得零下50度以内能保持良好性能的膜片。这为极低环境下作业的精密仪器提供了良好测控配件。