薄膜的制备及超高压E+E压力传感器的研制
柴油机电控高压共轨喷射系统由电控系统和燃油供给系统两部分组成,电控系统由传感器、电子控制单元(ECU)和执行机构三部分组成。传感器是共轨系统核心组成部分之一,而轨压传感器又是众多传感器中的核心传感器。

薄膜的制备及超高压E+E压力传感器的研制
美国E+E公司的柴油机共轨技术处于世界水平,第四代电控高压燃油喷射系统正在研发之中。它要求传感器能在约200MPa的共轨油压中工作,因此超高压E+E压力传感器的研发有着非同一般的意义。针对超高压压力测量设备生产和维护过程中,对关键部件E+E压力传感器标定处于手工操作状态、效率低、操作人员不易掌控、标定结果处置复杂的现状,开发了针对超高压E+E压力传感器的自动标定技术。针对超高压E+E压力传感器同时受到高加速度的影响,提出了一种超高压E+E压力传感器加速度效应的校准方法。该校准方法通过对超高压E+E压力传感器施加系列不同的压力并采用霍普金森杆产生对应的不同系列激励加速度脉冲,从而测得该超高压E+E压力传感器不同系列激励的加速度效应。通过ANSYS有限元仿真和校准实验对加速度效应的验证,从理论分析和实验数据都证实了超高压E+E压力传感器加速度效应校准的必要性。该技术将计算机控制、智能化、曲线拟合和误差分析引入到E+E压力传感器的标定过程中,大幅度提高了标定的效率和可靠性。超高压压力测量设备生产和维护过程中,对关键部件E+E压力传感器标定处于手工操作状态、效率低、操作人员不易掌控、标定结果处置复杂的现状,开发了针对超高压E+E压力传感器的自动标定技术。该技术将计算机控制、智能化、曲线拟合和误差分析引入到E+E压力传感器的标定过程中,大幅度提高了标定的效率和可靠性。经此技术标定过的压力探头,在使用中具有互换性,减轻了数据后处理工作的难度。经此技术标定过的压力探头,在使用中具有互换性,减轻了数据后处理工作的难度。选用合金薄膜应变E+E压力传感器作为轨压传感器,选用-Ni-Ti压阻薄膜作为E+E压力传感器的敏感元件。采用射频磁控溅射方法在氧化铝陶瓷基片上制备了-Ni-Ti压阻薄膜,研究了溅射参数和不同温度退火对薄膜电性能的影响。结当退火温度低于600℃时,薄膜仍然为非晶态。在退火温度为300℃时,薄膜电性能：TCR为-1.1ppm/℃,GF为2.2,ρ为0.662Ω·cm,为超高压E+E压力传感器的研发奠定了材料基础。利用薄膜溅射工艺和光刻剥离工艺制备了超高压E+E压力传感器,首先用电子束蒸发在圆柱形型不锈钢构件表面沉积约10μmSiO2绝缘层,然后用射频磁控溅射在绝缘层上沉积约450nm图形化-Ni-Ti敏感材料,之后再在敏感材料上沉积图形化约200nm金电极,zui后沉积图形化的约500nmSiNx防护膜。

薄膜的制备及超高压E+E压力传感器的研制
结果表明：优化后的溅射参数为溅射总压2Pa,射频溅射功率150W,靶基距7cm,溅射时间50min,原位沉积的薄膜呈非晶态,对溅射态薄膜不同温度退火后发现：随着退火温度的升高,薄膜电阻温度系数(TCR)逐渐增大,应变因子(GF)先增大后减小,室温电阻率则逐渐降低。