[发明专利]集成复合传感器以及使用该集成复合传感器的静压和差压传送器

说明书

本发明涉及一种集成复合传感器（一种组合传感器），用于压力和差压传送器中以检测化工设备或类似设备的流量或压力，本发明改进了差压负荷下的静态传感器的特性，也涉及一种智能差压传送器。

在传统的用在智能差压传送器的传感部分内的传感器中，差压、静压和温度传感器设置在一个半导体基片上，三种传感器互相补偿，高精确地测量差压。例如，美国专利No.4，530，244提出了一种结构，其中检测温度和静压影响的传感器设置在较厚部分，而检测差压的传感器设置在一薄片层上。另外，JP-B-62-22272也揭示了一种除去静压影响的传感器和差压传感器的相合的结构，但没有揭示差压对静压传感器的影响。也就是说，众所周知，在传统的集成复合传感器中，传感器各自的输出不是独立变化而是互相之间有影响。

公开号为CN1036076A的中国专利申请揭示了差压传感器和静压传感器之间用形成在其间的槽来隔开以减少差压传感器和静压传感器之间的影响。但在CN1036076中，不能完全消除相互之间的影响。

传统的差压传送器，测定由压力泵加压传送的流体通过设置在化工设备或类似设备的管道内的孔口时所产生的压力差或差压△P，由此，按下式检测流量Q：Q＝K△P]]>其中，K是由雷诺数和孔口直径决定的常数。如上所述，由于静压Ps和温度T将影响差压传感器的输出，所以，在流量的测量中，作用于管道的静压Ps和环境温度的变化会干扰集成复合传感器，因此，应最大限度地消除它们的影响。

在使用传统的集成复合传感器的差压传送器中，由单独的传感器检测静压、温度和差压。如上所述，由于各个传感器检测的变化中包括其它迭加形式的变化，因此，进行复杂的校正才能消除其它变化的影响。

另外，在把差压检测薄片层和静压检测薄片层设置在一块半导体基片上的情况下，存在这样一个问题：两个薄片层之间的间隔变窄（在蚀刻过程期间），因此减小了附着（粘附）在支持半导体基片的固定基座上的长度。

而且，在采用非均质（各向异性）蚀刻形成的有中心硬片的差压检测薄片层的情况下，存在这样一个问题：周围有（111）面的四边形的中心硬片最容易形成从而使应力集中到每个角上，因此，减小了耐压性。

此外，如果差压检测薄片层和静压检测薄片层的片厚度相同，就存在这样一个问题，当要把半导体基片做得很小时，静压检测薄片层就变得太小，因而在静压检测薄片层上安排检测电阻就变得很困难。

本发明的目的在于提供一种集成复合传感器，其中，静压传感器制作得消除了差压对静压传感器的影响。也提供一种智能差压传送器，这种差压传送器用了这种集成复合传感器后，可以通过简单的运算使差压检测精度达到令人满意的程度。

本发明的另一目的在于提供一种附着强度保持恒定的传感器结构。

本发明的进一步目的在于提供一种高耐压的中心硬片构造。

根据本发明的一个方面，至少有一个在静压传感器薄片层内形成的检测传感器与差压传感器薄片层分开设置。静压传感器通过对每个检测电阻器阻值的变化的运算处理检测静压。为消除作用于静压传感器上的差压的非线性影响，把静压传感器的诸检测电阻器配置在一定位置上，使差压负荷引起的应力基本等量地作用于每个检测电阻器上。由于采用了具有上述结构的集成复合传感器，数据处理过程可以简化，只要对传感器的各个输出进行加/减运算的信号处理就可以。

因此，本发明的集成复合传感器，包含：

一传感器基片;

一支持所述传感器基片的固定基座;

一形成在所述传感器基片上的差压检测装置;和

一形成在所述传感器基片上的静压检测装置，

所述静压检测装置具有：至少一个第一静压传感器，所述第一静压传感器具有一形成在与所述差压检测装置分开设置的静压检测薄片层的应变敏感检测元件;和至少一个第二静压传感器，所述第二静压传感器具有一形成在所述传感器基片的固定部分上的应变敏感检测元件;所述集成复合传感器进一步包含一处理装置，用于对所述第一静压传感器和第二静压传感器的输出信号进行处理以获得一个与差压无关的静压信号。