用于低溫環(huán)境下工作的電阻應變式壓力傳感器材

       用于低溫環(huán)境下工作的電阻應變式傳感器基本結構形式與同類常溫用的電阻應變式傳感器基本相同，但是傳感器的選材、應用工藝等方面應低溫應用環(huán)境特殊性來加以選擇，主要在于以下幾個方面:

傳感器彈性體設計和材料選擇

　　低溫電阻應變式傳感器彈性體設計準則基本與各類高溫用電阻應變式傳感器相同。傳感器精度要求，使用壽命及輸出靈敏度等，彈性體應變量一般控制 800到1500 m m/m 范圍內。傳感器彈性體材料，要求在低溫條件下，具有良好彈性，高抗拉強度，高疲勞壽命以及不發(fā)生脆性斷裂等等。，一般來說常溫用彈性體材料大都可以選用。但目前，壓力傳感器常選用不銹鋼、鋁合金、鈹青銅及殷鋼等，而引伸計等傳感器可選用鈹青銅、鈦合金等材料。

低溫電阻應變片

　　低溫應變片是低溫電阻應變式壓力傳感器關鍵敏感元件，其性能影響著壓力傳感器各項性能指標。低溫應變片通常是由基底、敏感柵、膠粘劑及覆蓋層等部分組成。各組成元件材料性能又直接影響著低溫應變片基本性能。

　　電阻應變式壓力傳感器是由膠粘劑粘貼傳感器彈性體上，當外力作用下，彈性體發(fā)生變形時，彈性體變形膠粘劑層傳遞到敏感柵上，引起敏感柵材料電阻發(fā)生變化，其電阻變化值與彈性體所受外力之間是呈線性關系，測量電阻變化值即可知彈性體所受外力。傳感器實際工作時，彈性體受到外力作用，與此同時還受到環(huán)境溫度變化影響，應變片受溫度變化引起虛假輸出通常稱為熱輸出，其值與應變片敏感柵材料電阻溫度系數、靈敏系數、線膨脹系數、彈性體材料線膨脹系數以及溫度變化等有關。對于傳感器來說，通常都要求所用應變片熱輸出值小，這樣才能保證精度和穩(wěn)定性。

低溫膠粘劑和防護劑

　　膠粘劑和防護劑對低溫電阻應變式傳感器性能有直接關系。特別是膠粘劑，它對壓力傳感器尤為重要。大量試驗證明：

　　(1)低溫應變片基底材料，一般都采用聚酰亞胺膜是以玻璃纖維增強環(huán)氧 - 酚醛膠膜為宜，這些材料低溫下收縮率小，柔性好，與膠粘劑之間粘合效果也好。

　　(2)粘貼應變片膠粘劑一般都采用熱固性型膠粘劑如聚酰亞胺、改性環(huán)氧 - 酚醛膠。這類膠粘劑貼片后，經加壓回熱固化及后固化處理后，膠層具有很高粘結強度，電絕緣性能好，傳感器蠕變、滯后及零漂小，傳感器穩(wěn)定性也好。

    (3)低溫下防護劑對提高壓力傳感器穩(wěn)定性有極重要作用。壓力傳感器應用場合，彈性體表面應變片溫度由室溫逐漸致冷介質注入而降低。彈性體冷卻過程中，將空氣中微量水分吸附彈性體表面，形成白霜。當傳感器經受周期性溫度變化時，應變片表面白霜熔化成水分，使應變片、膠粘劑吸收水分而使絕緣電阻發(fā)生變化（降低），引起傳感器零漂，蠕變、滯后增大，嚴重時會使傳感器失效。