原理
數(shù)顯真空傳感器通過物理效應(yīng)與電子技術(shù)融合,將真空環(huán)境中的壓力變化轉(zhuǎn)換為可測量的電信號,最終以數(shù)字形式顯示真空度值。其核心原理可分為兩類:
壓阻式:利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng),當(dāng)真空環(huán)境中的氣體分子碰撞壓敏元件(如硅膜片)時(shí),膜片形變導(dǎo)致電阻變化,經(jīng)惠斯登電橋轉(zhuǎn)換為電信號,再通過智能芯片進(jìn)行非線性修正和溫度補(bǔ)償,輸出線性標(biāo)準(zhǔn)信號。例如,某型號傳感器在0.1-10?Pa范圍內(nèi),分辨率達(dá)0.1Pa,可捕捉晶圓表面微米級形變。
電容式:硅膜片作為敏感元件,在大氣壓力下向上鼓起,鼓起程度隨真空度變化而改變,導(dǎo)致電容兩極板間距變化,電容值隨之改變。通過測量電路將電容值轉(zhuǎn)換為電壓或頻率信號,推算真空度。例如,某型號傳感器在10³-10?Pa范圍內(nèi),分辨率達(dá)2.0Pa,可確保鍍膜厚度均勻性<1%。
選型
選型需綜合考慮以下因素:
量程與精度:根據(jù)應(yīng)用場景選擇合適量程,如低真空(1000Pa-10Pa)可選熱導(dǎo)式,中真空(10Pa-10?³Pa)適合壓阻式,高真空(10?³Pa-10??Pa)需電容式或磁懸浮式。精度要求高的場景(如半導(dǎo)體制造)需選擇誤差<1%的傳感器。
環(huán)境適應(yīng)性:若環(huán)境溫度變化大,需選擇帶溫度補(bǔ)償功能的型號;若存在酸堿氣體,需選擇抗腐蝕材料。
響應(yīng)時(shí)間與穩(wěn)定性:動態(tài)壓力監(jiān)控場景需選擇響應(yīng)速度快(如毫秒級)的傳感器;長期穩(wěn)定性要求高的場景需選擇抗漂移能力強(qiáng)的型號。
應(yīng)用
數(shù)顯真空傳感器廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域:
半導(dǎo)體制造:實(shí)時(shí)監(jiān)測真空腔內(nèi)壓力變化,確保光刻、蝕刻等工藝精度。
真空鍍膜:精確控制真空度,避免鍍膜層出現(xiàn)針孔或裂紋。
真空冶金:監(jiān)測鋼液爐外真空脫氣和精煉過程,優(yōu)化工藝參數(shù)。
科研實(shí)驗(yàn):監(jiān)測高真空環(huán)境下的氣體吸附/脫附過程,為新材料研發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。