原理
數顯真空傳感器通過物理效應與電子技術融合,將真空環境中的壓力變化轉換為可測量的電信號,最終以數字形式顯示真空度值。其核心原理可分為兩類:
壓阻式:利用半導體材料的壓阻效應,當真空環境中的氣體分子碰撞壓敏元件(如矽膜片)時,膜片形變導致電阻變化,經惠斯登電橋轉換為電信號,再通過智能芯片進行非線性修正和溫度補償,輸出線性標準信號。例如,某型號傳感器在0.1-10⁵Pa範圍內,分辨率達0.1Pa,可捕捉晶圓表麵微米級形變。
電容式:矽膜片作為敏感元件,在大氣壓力下向上鼓起,鼓起程度隨真空度變化而改變,導致電容兩極板間距變化,電容值隨之改變。通過測量電路將電容值轉換為電壓或頻率信號,推算真空度。例如,某型號傳感器在10³-10⁵Pa範圍內,分辨率達2.0Pa,可確保鍍膜厚度均勻性<1%。
選型
選型需綜合考慮以下因素:
量程與精度:根據應用場景選擇合適量程,如低真空(1000Pa-10Pa)可選熱導式,中真空(10Pa-10⁻³Pa)適合壓阻式,高真空(10⁻³Pa-10⁻⁹Pa)需電容式或磁懸浮式。精度要求高的場景(如半導體製造)需選擇誤差<1%的傳感器。
環境適應性:若環境溫度變化大,需選擇帶溫度補償功能的型號;若存在酸堿氣體,需選擇抗腐蝕材料。
響應時間與穩定性:動態壓力監控場景需選擇響應速度快(如毫秒級)的傳感器;長期穩定性要求高的場景需選擇抗漂移能力強的型號。
應用
數顯真空傳感器廣泛應用於多個領域:
半導體製造:實時監測真空腔內壓力變化,確保光刻、蝕刻等工藝精度。
真空鍍膜:精確控製真空度,避免鍍膜層出現針孔或裂紋。
真空冶金:監測鋼液爐外真空脫氣和精煉過程,優化工藝參數。
科研實驗:監測高真空環境下的氣體吸附/脫附過程,為新材料研發提供數據支持。