國產拉力計傳感器行業(yè)的發(fā)展階段

國產拉力計傳感器面臨的問題

經過十多年的發(fā)展，國內已具備了研制并批量生產壓阻式MEMS壓力傳感器的條件。壓阻式MEMS壓力傳感器已大量供應市場。電容式MEMS壓力傳感器也已完成實驗室階段研究，正在進行工業(yè)化批量生產的工作。經過努力，完全可以實現拉力計傳感器的國產化。

國內很多廠商依靠進口壓阻式傳感器，設汁制造國產變送器。壓阻式傳感器技術成熟，很適合國產化研制。但是，壓阻式傳感器容易受溫度、濕度等環(huán)境因素影，而且，靜壓特性依賴工藝水平，無法得到保證。這兩大難點限制了國產壓阻式傳感器的測量精度和穩(wěn)定性。

以富士公司為代表的少數企業(yè)生產了以硅電容傳感器為核心的壓力變送器。電容式壓力傳感器具有精度高、長期穩(wěn)定性好的優(yōu)點，但是，它對生產工藝要求高，加工難度大。國內從事硅電容壓力傳感器的研究可以說是剛剛起步。盡管國內已經有單位研制出了硅電容傳感器 它的精度和靜壓特性已接近富士公司產品的平均水平，但在長期穩(wěn)定性方面，差距較大。同時，國內的電容傳感器在高差壓和微差壓規(guī)格的開發(fā)上仍有較大差距。

國外壓阻式傳感器精度可以達到0．075％ ，而國內研制的壓阻式傳感器的精度只有0．1％。在長期穩(wěn)定性能上，國產拉力計傳感和進口傳感器的差距更為明顯。國產產品長期穩(wěn)定性的指標為0．1％／年，比國外產品至少高2倍。另外，國產產品的溫度特性差。與國外產品相比，溫度漂移比國外產品的典型值大50％～100％ 。此外，國產產品的規(guī)格品種不夠全，在微差壓和高差壓、高靜壓規(guī)格方面沒有成熟的產品，不能滿足某些工藝的特殊要求。

拉力傳感器的國產化問題的關鍵主要是如何提高傳感器的長期穩(wěn)定性。傳感器的長期穩(wěn)定性和傳感器的材料選擇、結構設計、加工工藝密切相關。我國在MEMS加工工藝上還處于相對落后階段，提高工藝水平無疑是提高傳感器性能的長遠之計。

國內相關高校和科研院所對壓阻式和電容式MEMS傳感器進行了大量的研究 ，在理論和工藝水平上都取得了一批成果。就當前工藝水平而言，如果能夠實現某種形式的補償或者在線的自標定方法，則有可能在短期內提高傳感器的長期穩(wěn)定性，使國產傳感器在穩(wěn)定性指標上滿足石化行業(yè)需求。因此，在國內MEMS研究的基礎上，通過科研院所和工廠的協(xié)同合作，共同努力，完全可以實現石化行業(yè)所需壓力變送器的國產化。

目前，我國大量使用拉力計傳感器。這些傳感器來源的絕大多數依靠進口，不僅價格昂貴，而且，由于不具有自主知識產權，很有可能暗藏潛在威脅，國外廠商生產的拉力計傳感器使用的MEMS壓力傳感器主要有壓阻式和電容式2種結構，以壓阻式結構居多。

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