在压力传感器那点儿事（1）中，我们对目前主要的压力传感的基本原理、差异点进行了概述和汇总，这篇文章我们将对陶瓷压力传感器进行具体的说明和介绍。
技术背景
陶瓷压力传器是指采用高纯度的Al2O3陶瓷为基体，采用电容或者电阻式的结构来感应压力，将压力变量转变为电压、电流等信号的一类传感器。陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性可以使它的工作温度范围高达-40～135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。
陶瓷压力传感器的分类
陶瓷压力传感器的基材都是Al2O3陶瓷，根据实现的原理可以分为电容式压力传感器和压阻式压力传感器。
1.1陶瓷电容式压力传感器
陶瓷基板与隔膜镀上金属作为电极使用。两种陶瓷部件通过玻璃密封连接在一起， 保持可控间隙，以便两个金属电极形成电容。如果施加压力，那么将改变基板与隔膜的间隙，从而改变传感元件的电容量，通过后续的处理电路形成压力相关信号输出。
图1：陶瓷电容式压力传感器
由于陶瓷膜片边缘固定在陶瓷基座上，周边支撑，受力时中间形变大，边缘形变小，电容量产生非线性并使灵敏度降低。为了减少温度影响和边缘效应，设计时在陶瓷膜片上设置一圆形的单电极作为公共电极，陶瓷盖板上设置双电极并使面积相等，构成同轴环状的双电容传感器。中心为测量电容Cp, 边缘环形为参考电容Cr，Cr的外侧是固支边。后续的信号调理电路处理的是两电容的压差，利用方波激励信号把Cp和Cr的变化量分别转换为直流电压输出，通过两输出电压的差值信号来测量外加压力的大小。双电容结构大大减小了传感器系统的非线性误差，同时在环境温度变化时，由于两电容感受同一温度的变化，温度对它们产生的温度效应是一致的，这就抵消了温度变化带来的测量误差，实现温度自补偿的作用。
图2：陶瓷压电容式压力传感器原理
压阻式压力传感器主要由瓷环、陶瓷膜片和陶瓷盖板三部分组成。陶瓷膜片作为感力弹性体，其上用厚膜工艺技术形成惠斯顿电桥作为传感器的电路，由于电阻的压阻(形变）效应，产生电压信号。
图3：陶瓷压阻式压力传感器
厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥(闭桥)，当压力为零时，电桥处于平衡状态，输出端电压为零；当施加压力于电桥时，膜片产生形变导致电桥的四个电阻阻值发生变化，电桥处于不平衡状态，产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号。由于电阻的压阻(形变）效应，产生电压信号。标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度补偿0～70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。
图4：陶瓷电容式压力传感器
陶瓷压力传感器的特性
1.电容式陶瓷压力传感器的主要电性参数（目前市面的主流性能水平）
2. 压阻式陶瓷压力传感器的主要电性参数（目前市面的主流性能水平）
陶瓷压力传感器的对比和应用
从以上压阻式和陶瓷式压力传感器的结构和原理来看，两者在性能方面差异不是很大，但由于结构的关系，电容式压力传感器的抗过压能力较强，同时在高温区（100℃以上），电容式陶瓷压力传感器的温度相关性较小，相对而言，压阻式陶瓷压力传感器的温漂较大。
应用方面，陶瓷材料具有耐腐蚀，良好的温度等特性，可以和腐蚀性的液体，气体接触，因此广泛应用于汽车，工业领域。
得益于精益求精的产品和客户的厚爱， 顺络的电容式陶瓷压力传感器CCPS系列已经设计进知名汽车电子配件厂，后续将一如既往的为广大客户提供优质元件。
