一种两级微桥结构快速测温微型传感器的研制

摘要

设计了一种新型薄膜热电阻温度传感器.传感器感温结构由基片(Si)/绝缘层(SiO2)/感温部(Pt)组成,Pt薄膜片以悬空的微桥连接方式搭接在SiO2片上,SiO2片也以同样的方式搭接在Si片上,以此构成两级微桥机构.较之传统温度传感器,该感温部件采用悬空布置结构可使测温过程中的热损失大为减少,并能保证温度传感器热响应的线性度和可靠性.通过ANSYS有限元软件仿真Pt薄膜片在不同厚度SiO2片下的温度分布情况.当SiO2片厚度为2μm,该传感器热响应时间常数达到最小的10 ms,与SiO2片厚度为5μm和10μm相比其时间常数减小了50％以上.研究结果表明:在温度测量过程中,SiO2片厚度对感温的Pt薄膜片热损失影响很大,在设计中应尽可能减小SiO2片厚度.