自动化与仪器仪采用硅压阻复合传感器的智能变送器的研发与设计郑永辉褚斌陈利兰州炼油化工仪厂甘肃兰州，730060；吉化集团公司仪厂吉林，132022用这种传感器的检测部件结构的设计，并对智能变送器转换放大电路与汉化1人只1通讯界面的设计作了简要介绍。
80年代初，国内以西仪为代的主要仪生产厂家纷纷从国外引进压力变送器生产线。生产线规模与市场影响较大的有西安仪厂与北京电厂引进美国罗斯蒙特公司的5751系列；兰炼仪厂与吉化仪厂引进日本富士公司的，0系列；大连仪厂引进曰本日立公司的，尺75系列等。10多年过去了，这些生产线随着其产品逐步被智能变送器所取代，而基本处于停产或半停产状态。目前，国内变送器的制造水平及市场情况是主要仪制造厂变送器的制造技术水平仍停留在国外80年代初的水平；智能变送器的核心测量元件微硅压阻微硅电容微硅谐振的复合芯片技术均被国外厂商垄由于以上两点，国内主要仪制造厂在智能变送器这端技术产品的生产上无摆脱组装厂的模国内新上重大项目几乎全部采用国外原装或组装广品。
以上几点及其它基础仪器仪存在的类似问，早已引起国内科技仪界有识之士的高度关注，以王大珩院士为首的多位院士联名上书国务院，引起国家科技部计委经贸委的高度重视，把复合传感器的研发列为国家十科技攻关项目。
与国内其它主要仪制造厂的情况样，兰炼仪炼与吉化联合沈阳传感器国家工程研究中心，共同研发国内新代智能变送器。经过近年的联合攻关，在国内首次开发出硅压阻复合传感器芯片，并首次用国产复合传感器芯片研制出智能变送器。另外，该项目还首创了智能变送器的汉化人81通讯界面。本文对该项目在研发中解决的关键技术及设计思想作以简要介绍。
复合传感器部分的设计小型复合压力传感器是利用微电子和微机械加工融合技术在面积仅为3.5，4.02的硅片上集差压敏感元件静压敏感元件温度敏感元件为体，并将其封装在由金属膜片隔离密封的充灌液中，形成变送器换电路配套，利用数字补偿技术进行处理，使其能够在在4，+8，丈的温度范围内稳定可靠的工作，测量精度达到0.1级。
复合压力传感器能够同时实现对现场中的差压静压温度变化的测量，静压和温度的测量数据可修正被测环境的差压输出信号，从而可提高差压传感器的精度，它是智能差压变送器的核心部件。
1.1复合芯片1.3检测部件芯片是在双面抛光的型硅单晶片上，采用微电子和微机械加工融合技术在硅单晶片的正面特定区域由离子注入硼形成，型差压敏感电桥1静压敏感电桥2温度敏感元件3，在硅单晶片的背面与正面两个惠斯登电桥相对应的位置区域加工出两个膜片厚度不等的差压敏感膜片4和静压敏感膜片5，将该芯片再封装，可形成复合传感器芯体。
1为差压敏感电桥2为飞祜1；敏感电桥3为温度敏感元件4为差压敏感瞑片5为静叹敏感膜片1.2传感器芯体为减少变送器的体积和传感器的成本，采用了￠19xl5mm金属基座。同时采用全固态刚性连接结构，形成完整的全固态封装的多功能扩散硅压力传感器芯体。这种形式的封装结构可使桂敏感芯片的差压敏感电桥1感受到传感器两端的压差，而静压敏感电桥2只能感受到正压端的压力。2是复合传感器芯体结构不意。
1力差压敏感电桥5为静压感膜片8为玻璃为芯休1为静压敏感电桥6为硅钼丝9为导压管4为差1；敏感膜7为敏感芯片10为，座引线复合传感器芯体4结构意阁在本项目中，我们结合新设计的芯体结构，设计出了差压检测部件的结构。该结构采用了以膜片原理为指导思想的膜片结构，实现了传感器过压保护，即传感器芯片本身能承受正反向量程5倍过载，当压力超过量程5倍时，从结构上实现对传感器的过压保护。
12为本体13为软带14为中心基座15为中心膜片16为隔离膜片17为本体基嵴18为接插件座阐3复合传感器检测部件结构意将传感器芯体与变送器本体12配合焊成体，再将传感器信号用软带13从本体12的侧壁孔引出，中心基座14与传感器芯体和本体12焊接连成体，将中心膜片15与本体12焊成体，将已焊好隔离膜片16的本体基座17与本体12合焊连成体，焊接连接台，充灌硅油后形成完整的全固态封装的复合压力传感器受压部，即检测部件。这种结构形式封装的传感器，当测量压力超过量程5倍时，中心膜片运动，导致隔离膜片运动，使隔离膜片与本体基座贴死，测量压力无法传导到敏感芯片7上，从而达到对硅压传感器的过载保护。由于差压的作用，使得传感器桥路电阻阻值随之发生变化，使桥路输出电压与差压成正比。
转换放大电路部分的设计2.1转换放大电路总体方案转换放大电路部分主要由以下几部分组成采样单元微处理器单元数模转换单元通讯单元存储单元等，4为变送器的原理框2.2采样单元采样转换单元选用了个24位高精度可编程以0转换芯片，小信号采样经反复试验，采样精度符合要求，在转换信号低至5，情况下，转换精度可达，J，告函2.3微处理单元微处理单元选用触，切1公司的微处理器，该处理器功能强速度快，有31和3，接口，是国际上智能设备广泛采用的器件。在该单元设计中外扩了321放大器的互换问，外扩了21的0，存放传感器整定参数。人0和0人转换接口均采用串行接口技术，数字显单元采用并行接口技术，能更迅速地反映变送器的实时输出，同时可现场显26种工程单位。软件补偿采用数学模型优算法和在线修正技术，实现整机宽范围高精度温度和线性补偿，数字补偿精度可达0.01.通过该单元优化设计，使整机功耗达到国际先进水平。
2.5通讯单元通讯单元主要由输入带通滤波电路输出整形滤波电路调制解调器等组成，当变送器接收人6了通讯信号时，输入带通滤波器将1人81的正弦波变成方波后送到调制解调器，经调制解调器解调成数字信号送口处理口返回的数字信号经调制解调器调制成尺丁频率，经波形整定电路变成标准的1正弦波。针对该项目研发了汉化1人81手持通讯器，实现了国内首家汉显通讯界面。通过手持通讯器的中文界面可以方便快捷的对变送器进行远程诊断和参数设定。
结束语本项目研制出压力差压智能变送器样机各台，通过整机全性能测试，主要技术指标均达到国外同类产品技术水平，填补了目前国内在微硅复合传感器与智能变送器研宄方面的空白，这对于研发具有自主知识产权的国内新代智能变送器具有十分重要的意义。
引脚接入5kHz脉冲，即0.2mS内采样数据位128个，连续采样10次，2咖内采样电数位1280个，达到色选筛米机控制系统的设计要求。
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