Состояние и перспективы развития конструктивно-технологических решений тонкопленочных тензорезисторных датчиков давления

Торгашин С.И.

ОАО «НИИФИ» г. Пенза

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫХ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ

Когда и как возникла идея применить технологию микроэлектроники для изготовления датчиковой аппаратуры для экстремальных условий эксплуатации достоверно неизвестно. Этот вопрос ещё не попал в область интересов историков техники.

Первые сведения в технической литературе об использовании за рубежом тонкопленочной технологии для создания тензодатчиков относятся к началу 60-х годов [1 - 5].

В 70-х и начале 80-х годов за границей и в отечественной печати появились статьи об использовании тонкопленочных чувствительных элементов (ЧЭ) в датчиках давления [7, 11, 20, 27, 28], датчиках тем-

пературы [12, 21], датчиках силы и разности давления [21, 24], влажности [25]. В этот период наметилось разделение направлений развития датчиковой аппаратуры в микроэлектронном исполнении на тонкопленочное направление и полупроводниковое направление [24, 29, 30, 31] . При этом в зарубежной печати

полупроводниковое направление развития датчиковой аппаратуры заняло центральное место, как наиболее технологичное и дешевое из-за использования приемов и методов уже отлаженной технологии изготовления дискретных полупроводниковых приборов [33]. Зарубежные фирмы, такие как Honeywell/MicroSwitch, Delco Electronics, Endewco, Foxboro/Foxboro ICT, Nippon Denso, Hitachi, Druck, Sensym, IC Sensors, Lucus Novasensor, Motorola, Ametec Control Division, OMEGA, Kulite Semiconductor Products активно включились в освоение технологии изготовления датчиков в микроэлектронном исполнении.

В рамках данной статьи проведен анализ развития конструктивно-технологических решений тонкопленочных тензорезистивных датчиков давления (ТТДД) в ОАО «НИИФИ» за период с 1975 по 2011 год. Весь период развития разбит на пять этапов с привязкой конкретных типов датчиков к каждому этапу, а также определены генеалогические взаимосвязи между типами датчиков. Вся структура представлена на рисунке 1 в виде ретроспективы развития конструктивно-технологических вариантов тонкопленочных датчиков.

Поскольку ЧЭ тонкопленочных тензорезисторных датчиков давления и силы представляют собой сложные поверхностные и объемные гетерогенные структуры, требующие сочетания (в том числе динамического) определенной совокупности разнородных материалов, то нет однозначных рецептов применения той или иной конструкции или технологии для каждого конкретного датчика. Выбор конкретных конструктивнотехнологических решений датчиков зависит от требуемой в ТЗ метрологии и условий эксплуатации датчика .

Первый этап развития конструктивно-технологических вариантов ТТДД

С момента появления ракетно-космической техники (РКТ) была ясна необходимость в получении оперативной и достоверной информации о процессах, происходящих в ракетном двигателе, и о параметрах движения ракетоносителя и космического аппарата. Для решения этой задачи были созданы системы измерений (СИ), включающие в себя бортовую и наземную радиотелеметрическую аппаратуру, средства обработки информации, а также широкую гамму датчиковой аппаратуры, которая позволяет контролировать многообразный спектр физических параметров. Бурное развитие РКТ стимулировало развитие специализированной датчиковой аппаратуры. Жесткие требования к массогабаритным характеристикам специализированной датчиковой аппаратуры потребовали использования микроэлектронной технологии при проектировании и изготовлении датчиков нового поколения. Это привело к тому, что традиционные принципы преобразования (тензо-резисторный, пъезорезистивный, емкостной) получили дальнейшее развитие, вплоть до радикального улучшения метрологических и эксплуатационных характеристик и, особенно, в уменьшении габаритных размеров и массы в металлопленочных датчиках давления.

В Советском Союзе успешномурешениюзадачсозданияновогоклассадатчиковспециальногоназначения, осо-беннодатчиковдавления, удельныйвескоторыхвобъемеизмерений РКТ составляетдо3 0 %,

способствовалаотраслеваяКомплекснаяпрограммаминиатюризациидатчиковойаппаратурыспециальногоназначения . Входееереализацииприсамомширокомвнедрениисовременныхвтотпериод(с 1972

г) достиженийтехнологийтонкопленочноймикроэлектроникивпервыев

странебылсозданновыйклассмикроэлектронныхтонкопленочныхдатчиковдавления(абсолютного и избыточно-

го) дляэкстремальныхусловийэксплуатации - тонкопленочныетензорезисторныедатчикидавления(ТТДД).

В это время за рубежом появились разработки тонкопленочных тензорезисторных датчиков давления, разности давления и силы. Фирма "Statham" (США) выпустила первые партии металлопленочных тензорезисторных датчиков давления и разности давления (модели PD 1002 и FA 758) . Появились первые металлопленочные тензорезисторные датчики давления фирм "Bell and Howell" (США) (модель 4-800), "CEC

Division" (США) (модель СЕС-1000),НВМ( Hottinger Beldwin Messtechnik GmbH) (ФРГ) (модели Р4К,Р4Р,Р5 и Р7).Фирма Setra Systemsвыпустила в начале 80-х годов первые металлопленочные датчики давления с емкостным принципом преобразования (модели А270 и А280) [35].

Тонкопленочноенаправлениезанялосвою нишув производствеспециальных высокостабильных и высокоточных датчиков с более высокой, чем у полупроводниковых датчиков ценой, но с несравненно более стабильными эксплуатационными и метрологическими характеристиками.

В январе 1975 года началась разработка первого эскизного проекта совершенно новой продукции - металлопленочного датчика избыточного давления Вт206. К моменту начала изготовления макетных образцов научно-исследовательская лаборатория была преобразована в цех микроэлектроники, а технологическое подразделение получило собственную производственную базу (участки вакуумного напыления, фотолитографии и химии, диффузии). С 1976 по 1982 гг. вся предварительная отработка новых технологических процессов изготовления металлопленочных чувствительных элементовдатчиков давления проводилась на этой производственной базе, а уже затем она передавалась в цех и на серийный завод в г. Чернигов. За это время был наработан значительный технологический задел, на основе которого была разработана гамма тонкопленочных тензорезисторных датчиков давления: Вт 206, Вт 212, Вт 208.

В датчиках Вт 206 и Вт 212 был применен мембранный ЧЭ с одномостовой тензосхемой (см. рисунок 2).

а) б)

Рисунок 2 - Разрез ЧЭ датчика Вт 212 в области мембраны

Рисунок 3 - Общий вид датчиков Вт 206 и Вт 212 в сборе Основнымиипринципиальнымидостоинствамиэтихдатчиковявились:

- монолитностьконструкциивоспринимающего элемента (ВЭ) и тензочувствительнойсхемы, чтопозволило-создатьинтегральный чувствительный элемент (ЧЭ) и упростилопроблемуустановкиизакреплениясамихЧЭ на объекте измерения;

- отсутствиепромежуточного(клеевого)соединительногослоямеждуВЭитензочувствительнойсхемой, чтогарантировалостабильностьвыходныхпараметровдатчиковвтечениедлительноговремени;

- возможностьорганизациигрупповогохарактерапроизводства, чтоповысилоегоэкономическуюэффективность в условиях серийного производства.

Техническийжеуровеньразработаннойнаэтомэтапетехнологииизготовления ТТДДопределялсясовременнымивтотпериоддостижениямитехнологий обработки специальных сплавов и тонкоп-леночноймикроэлектроники,

авеськомплекстехнологическихпроцессовизготовленияинтегральныхЧЭдатчиковдлясерийногоосвоениябылопреде

лендирективным, неподлежащимкаким - либонесогласованнымизменениям, иоформленотраслевымстандар-

том[18]. РазработанныйкомплекстехнологическихпроцессовпредусматривалдваметодаизготовленияЧЭ:

- фотолитографическийсселективнымтравлениемнанесенныхпослойно тонкопленочныхслоевпроводящего, адгезионногоирезистивногоматериаловпримембранномтипеВЭ;

- трафарет-

ный (масочный)методприпоследовательномнапыленииматериаловрезистивногоипроводящегослоевиодновременномф ормированиитопологиирезистивногослояитопологииконтактныхплощадокивнутрисхемнойкоммутации для ЧЭ балочного типа датчиков абсолютного давления.

Отличительной особенностью конструкции датчиков первого поколения является ЧЭ из инварного сплава 36НХТЮ-Ш с нанесенной на полированную плоскую мембрану или балку тонкопленочной гетероструктурой из диэлектрика, резистивного слоя, контактных площадок и термокомпенсационного резистора, негерметичный МИ с контактной колодкой из прессованной пластмассы, герметичный металлостеклянный корпус, кабельная перемычка оканчивающаяся вилкой РСГ 7 ТВ с балансировочными моточными резисторами в корпусе вилки.

Для датчика абсолютного давления Вт 208 была разработана конструкция ЧЭ балочного типа с мембранным блоком [36]. ЧЭ представляет собой балку равного сопротивления с жестким центром, заделанную с двух сторон. В качестве жесткой заделки использовано опорное кольцо, уравновешивающее остаточные напряжения от механической обработки (см. рисунок 4).

В отличие от датчиков избыточного давления типа Вт 206 датчики абсолютного давления типа Вт 208 не имеют кабельной перемычки, а выполнены в виде моноблока с герметичным металлостеклянным корпусом.

а)

б)

Рисунок 4 - ЧЭ балочного типа для тонкопленочных тензорезисторных датчиков абсолютного давления Вт 208, Вт 219, Вт 220, Вт 227, ДАВ-067. а - балка, б - сборка балки с контактной колодкой.

Чтобы при установке датчика момент затяжки не влиял на его градуировочную характеристику, приемный штуцер датчика выполнен с глубокой радиальной проточкой.

При подаче измеряемого давления в приемную полость, преобразованное воспринимающей мембраной вызывает прогиб ЧЭ и, соответственно, изменение номиналов тензорезисторов. При достижении давления, равного 1,5 номинального, жесткий центр воспринимающей мембраны садится на ограничивающий упор, защищая тем самым УЭ датчика от перегрузки.

В результате проведения на первом этапе комплекса НИОКР были выработаны общие методы подхода к выбору материалов для ВЭ и ЧЭ ТТДД.

Второй этап развития конструктивно-технологических вариантов ТТДД

На втором этапе задел первого этапа позволил разработать и внедрить в серийное производство на Черниговском радиоприборном заводе гамму новых тонкопленочных датчиков абсолютного давления: Вт 219, Вт 220, Вт 226, Вт 227, ДАВ-067 с конструктивно-технологическим вариантом аналогичным датчику Вт 208 .

В НИИФИ начались работы по нескольким НИОКР, в ходе которых были проведены работы по исследованию новых вариантов ЧЭ ТТДД. Эти работы позволили разработать и испытать принципиально новые ТТДД типа Вт 236, Вт 237 с конструктивно-технологическим вариантом, предусматривающим развязки сварных швов в

зоне стыковки ЧЭ и гермокорпуса. В отличие от датчиков Вт 206 и Вт 212 в конструкции датчиков Вт и Вт 237 был применен принцип герметичного МИ и проведено разделение датчиков на два диапазона температуре эксплуатации:

- 1 диапазон на температ;

- 2 диапазон на температуру от минус

Топология тензосхем ЧЭ датчиков Вт 236 и Вт 237 представлена на рисунке 5.

236

по

от минус 8 0 до + 20

от минус 1 96 до + 5

[КОЕ . Вт 236 и Вт 23

а)

Рисунок 5 -В середине

236

освоены в серийном производстве первые

Фотографии топологии тензосхемы ЧЭ датчика Вт 80-х годов были впервые разработаны и успешно отечественные тонкопленочные емкостные датчики давления типа ЕПД-6 и ДСЕ 001.

В результате проведенных в НИИФИ работ было доказано, что основной причиной низких метрологических характеристик являются не температурные расширения конструкционных материалов, а нерациональность конструкции емкостного ЧЭ. Были определены условия минимизации погрешностей преобразования, в том числе и их температурной составляющей, заключающиеся в необходимости повышения рабочей модуляции емкостного зазора и обеспечении конструктивной планарности обкладок ЧЭ.

В соответствииэтими условиями были разработаны тонкопленочные, базирующиеся на микроэлектронной технологии со структурой металл-диэлектрик-металл (М-Д-М), квазидифференциальные конструктивно -технологические варианты емкостных датчиков давления, имеющие логометрическую функцию преобразования

вида:

с

y = k

C X

где k - коэффициент пропорциональности;Сх и Со - соответственно емкости рабочего и опорного конденсатора ЧЭ емкостного датчика.

В ходе выполнения НИОКР были решены ряд принципиальных проблем связанных с температурными погрешностями емкостных датчиков, повышением вибрационной прочности конструкции датчиков, созданию вторичных преобразователей емкость-частота и емкость-код. Для сборки ЧЭ и выставки зазора между обкладками было найдено простое и оригинальное решение - импульсная лазерная сварка с выставкой зазора с помощью калиброванной прокладки из пермаллоя. Внешний вид емкостных обкладок представлен на рисунке б.

Рисунок 6 - Фотографии внешнего вида и топологияобкладок ЧЭ емкостного датчика давления типа ДСЕ-

001

Наиболее высокие технические характеристики были получены на датчиках типа ЕПД-6 с ЧЭ в виде мембраны жестким центром из элинварного сплава 29Н26КХТБЮ. Аддитивная составляющая температурной погрешности для этих датчиков очень мала (~0,00025%/оС) в диапазоне температур от минус 196 до +200оС, даже без принятия специальных мер по термокомпенсации за счет низкого ТКМУ сплава [37, 38, 39].

В 1983 году производственная база технологического отдела была передана в цех микроэлектроники и весь процесс отработки новой технологии была перенесен в опытное производство.

В процессе поиска наиболее эффективной организационной формы для разработки и внедрения новой технологии в производство было создано научно-технологичесмкое производственое подразделение на базе цеха микроэлектроники и отдела технологии микроэлектроники. Однако большая загрузка производства заказами на поставку ДПА для вновь разрабатываемого нового ракетоносителя «Зенит» и для системы многоразового использования «Энергия» - «Буран» не позволила на том этапе реализовать преимущества ком-

плексной структуры.

Опыт внедрения технологии изготовления ТТДД на Черниговском радиоприборном заводе показал необходимость срочно предпринять меры по усовершенствованию конструктивно-технологических вариантов в направлении повышения стабильности начального выходного сигнала датчиков, расширения температурного диапазона, повышения надежности работы датчика за счет резервирования.

Для реализации новых конструктивно-технологических решений была разработана гамма новых технологий:

- технология лазерной подгонки номиналов тонкопленочных резисторов;

- технология магнетронного напыления металлов и сплавов;

- технология плазмохимической очистки воспринимающих элементов и ситалловых подложек;

- технология ионного и ионно-химического травления тонких пленок;

- ехнология электронно-лучевого напыления тонких пленок из тугоплавких окислов SiO2, Al2O3[40] .

Одной из новых технологий стала технология получения тонкопленочных тензорезисторов методом

взрывного испарения порошка сплава П65ХС на ленточном вольфрамовом испарителе с подачей порошка из вибробункера. Тензорезистивный сплав П65ХС был специально разработан под этот метод напыления для высокотемпературных (до 300оС) и высокостабильных во времени тензорезисторов. Первым датчиком, в ЧЭ которого был внедрен сплав П65ХС, стал датчик абсолютных давлений ДАВ-068, который был успешно запущен в серийном производстве на ЧРПЗ в 1986 году [36].

Недостатком этого метода получения тонкой пленки является то, что велико субъективное влияние оператора на режимы напыления, автоматизации технологический процесс взрывного испарения не поддается. Невоспроизводимость характеристик пленки из сплава П65ХС от процесса к процессу сводит на нет все преимущества сплава как высокостабильного и высокотемпературного материала для тонкопленочных тензорезисторов. Сам принцип нанесения тонкой пленки предопределяет неравномерное распределение величины удельного поверхностного сопротивления по подложке, что приводит к разбросу номиналов тензо-резисторов и ТКСв партии ЧЭ и по поверхности каждого ЧЭ.

Квинтэссенцией опыта в разработке конструктивно-технологических вариантов ТТДД на втором этапе стали высокотемпературные датчики абсолютного давления ДАВ-077 и ДАВ-078, разработанные для комплектации систем управления и контроля реактивным двигателем.

На рисунке 7 представлена фотография топологии двухканального тензомоста ЧЭ датчика давления ДАВ-

078 .

Рисунок 7 - Фотография топологии двухканального тензомоста ЧЭ датчика давления ДАВ-078 Конструктивно-технологическими особенностями датчиков абсолютного давления ДАВ-077 и ДАВ-078

ли:

ста-

- использование двухканальной мостовой схемы на одном ЧЭ;

- применение для компенсации и настройки МИ дополнительных плат из ситалла;

- применение в качестве материала диэлектрика двухслойной пленки SiO2 - SiO;

- применение для тензорезисторов сплава П65ХС.

В совокупности новые технические решения позволили создать датчики работоспособные длительное время при 250оС и кратковременно до 300оС [54].

Датчики ДАВ-077 и ДАВ-078 успешно прошли типовые испытания и были подготовлены к внедрению в серию на Черниговском радиоприборном заводе, но прекращение испытаний и свертывание всех дальнейших работ по созданиюнового двигателя поставило крест на этих датчиках.

На основании исследований свойств тонкопленочных тензорезисторов из сплавов Х20Н80, Х20Н75Ю и П65ХС, принципов преобразования измерительной информации (давления) в изменение параметров электрического сигнала на втором этапе было определено, что необходимо сконцентрировать усилия на разработке простых, надежных и универсальных методов повышения стабильности во времени и надёжности параметров ЧЭ ТТДД, способного выдержать и скомпенсировать воздействие внешних воздействующих факторов (ВВФ) в процессе эксплуатации датчика.

Третий этапразвития конструктивно-технологических вариантов ТТДД

Взаимозаменяемость датчиков давления в системах контроля и управления турбовинтовых и турбореактивных двигателей для авиационной техники стала актуальной задачей с началом разработки принципиально новой авиационной техники с цифровыми системами управления. Применение ТТДД для таких систем стало актуальной задачей, так как они наилучшим образом подходят для этой цели из-за их небольшой массы и габаритов. С теоретической точки зрения ТТДД разработанные на первом и втором этапе нельзя отнести к датчикамс единой градуировочной характеристикой. Даже наиболее точные датчики, имеющие предел допустимой основной погрешности на уровне 0,25% могут иметь температурную погрешность 0,25% на каждые 10оС температурного диапазона, что при рабочем диапазоне температур от минус 50 до +250оС, что приводит к отклонению характеристик датчика более чем на7,0 %, а для серийных датчиков типа Вт 212 пределы допустимой основной погрешности от 0,5 до 1,0%, что дает отклонение характеристик во всем диапазоне рабочих температур датчика до 15,0 -30,0 %соответственно.

Поэтому разработка на третьем этапе датчика давления с единой градуировочной характеристикой, отклонение которой при изменении эксплуатационной температуры на 200 - 250 оС не превышает 1% (что в 7 - 30 раз лучше, чем у лучших датчиков давления первого и второго этапа разработки), явилось принципиальным шагом вперед [41] .

Работы по разработке конструкции датчика и технологии формирования тонкопленочной тензорезистив-ной схемы на ЧЭ мембранного типа для двухканального датчика абсолютного давления ДАВ-085 были начаты в 1991 году.

В макетный образец датчика ДАВ-085 вошёл мембранный ЧЭ, изготовленный из сплава 36НХТЮ-Ш, с расположенными на ней двумя тензомостами сП-образнымитензорезисторами.

В 1991 году был разработан маршрут изготовления тензосхемы на ЧЭкомбинированным методом с применением двухслойной диэлектрической пленки SiO2-SiO, тензорезисторов из сплава Х20Н75Ю с формированием конфигурации методом ионно-химического травления и контактных площадок из золота с подслоем ванадия (масочный метод).

На рисунке 8 представлены фотографии топологии двухканального ЧЭ датчика ДАВ-085и мембраны ВЭ датчика с жестким центром в разрезе.

а) б)

Рисунок 8 - Фотографии топологии двухканального датчика ДАВ-085.

При разработке сплав 29Н26КХТБЮ с лось, былаизменена

ЧЭ

85 разработчики сменили материал ВЭна элинварный Изменений в тонкопленочной структуре не проводи-тензорезисторов и конфигурация термокомпенсационных

опытного образца датчика ДАВ-0 ТКМУ = ± (10 + 30) х 10-6 1/оС.

топология контактных площадок

резисторов Rp, с целью уменьшить количество сварных точек на ЧЭ и исключить перекрестное нависание проводов при разварке на колодку.

В дальнейшем от напыляемого на ЧЭ термокомпенсационного резистора отказались и заменили его на внешний наборный фольговый термокомпенсационных резистор на коммутационной плате, что упростило настройку датчика по температуре.

Невозможность полного устранения влияния нежелательных температурных и механических деформаций привела к необходимости использования самокомпенсации влияния этих деформаций тензорезисторов, находящихся в соседних плечах мостовой схемы (см. рисунок 8а). Это было достигнуто с помощью использования специальной конструкции ВЭ колпачкового типа с жестким центром (см. рисунок 8б). Конструктивной особенностью данного ВЭ является наличие цилиндрической оболочки определенной длины, снижающей воздействие нежелательных деформаций, возникающих в штуцере, на мембрану ЧЭ.

С точки зрения самокомпенсации нежелательных механических деформаций необходимо не только равенство площадей тензорезисторов, но и идентичность их конфигурации и размеров. Что же касается и контактных площадок тензорезисторов, то в этом случае необходимо в максимальной мере снизить отрицательное влияние большой величины ТКС золота и диффузионных процессов между материалом тензорезисторов и материалом контактных площадок.

Наиболее целесообразным является выполнение контактных площадок с наименьшими размерами. Однако размеры контактных площадок ограничены возможностями оборудования для микросварки и размерами сварных точек выводных проводников. Таким образом, нежелательное влияние ТКС и диффузионных процессов на метрологические характеристики датчика ДАВ-085 компенсируется равномерным распределением этих факторов между всеми тензорезисторами.

Для обеспечения единой градуировочной характеристики была разработана методика настройки МИ датчика с применением внешнего наборного фольгового термокомпенсационного резистора на коммутационной плате отдельного для каждого тензомоста. Методика настройки обеспечивала последовательные шаги с применением стабилизирующих циклов и настроечных операций с учетом токового питания тензомостов. Методика была запатентована[41].

Параллельно с датчиков ДАВ-085 разрабатывался аналогичный датчик абсолютных давлений ДАВ-084 на малые диапазоны давления до 6 кГс/см2.

Макетный образец датчика ДАВ-084 представлял собой мембранный блок и балку, изготовленную из сплава 36НХТЮ, с расположенными на ней двумя тензомостами с П-образными тензорезисторами. МИ был за-

ключен в герметичный металлостеклянный варианта - штуцерный и фланцевый.

корпус с кабельной перемычкой. Крепление датчика имело два

а) б)

Рисунок 9 - Фотографии двух вариантов балок для датчика ДАВ-084,

разрезная балка без кольца

жесткости, б -балка с кольцом жесткости и измененной топологией тензомостов.

В 1991 году был разработан маршрут изготовления тензосхемы на разрезной балкекомбинированным методом с применением двухслойной диэлектрической пленки SiO2-SiO, тензорезисторов из сплава Х20Н75Ю с формированием конфигурации методом ионно-химического травления. Проведены исследовательские работы и внедрена в производство технология формирования тензосхемы с использованием в качестве контактной группы структуры ванадий - золото. Тензорезисторы защищались в рабочей зоне слоем диэлектрика SiO ( см. рис 9а ).

Подгоночные (подстроечные) платы на ситалле имели тонкопленочные подстроечные резисторы из сплава Х20Н75Ю и коммутацию из золота с подслоем ванадия.

На следующем этапе конструкция и технология изготовления датчиков ДАВ-084 и ДАВ-085 были коренным образом пересмотрены. В датчике ДАВ-084 была введена балка с кольцом жесткости. ЧЭ и балки датчиков ДАВ-084 и ДАВ-085 стали изготавливаться из сплава 36НХТЮ. На ЧЭ и балках формировалась тонкопленочная структура Сг^^-П65ХС-У-Ли, при чем тензорезисторы на балке получили линейную конфигурацию (см. рисунок 9б). Замена элинварного сплава 29Н26КХТБЮ на инварный сплав 36НХТЮ-ИД отрицательно сказалась на размерах фольговых термокомпенсационных резисторов, их номиналы возросли с 10-50 Ом до 200 - 500 Ом.

а

Итоги третьего этапа.

К началу 1990-х годов вся разработанная в НИИФИ за 15 лет технология ТТДД была внедрена на серийном заводе в Чернигове, где к этому времени большой серией выпускались датчики давления Вт 212, Вт 206, Вт 208, Вт 219, Вт 220, Вт 226, Вт 227, ДАВ-067, ДАВ-068. Готовились к внедрению новый вариант ТТДД Вт 212А, емкостные датчики типа ДСЕ-103 и ДСЕ-097, а также высокотемпературные тензорезисторные датчики абсолютного давления ДАВ-077 и ДАВ-078.

Последовавшие после 1991 года изменения (распад СССР и пр.) в корне изменили судьбу новых технологических разработок. С 1994 года в экспериментальном производстве НИИФИ началось активное освоение старой номенклатуры металлопленочных датчиков, ранее переданных на серийный завод в Чернигове. Успешное сотрудничество технологов и производственников позволило в корне пересмотреть старую технологию и создать более экономичную и удобную для производства технологическую концепцию изготовления ТТДД Вт206 и Вт212, а также разработать новые датчики с использованием накопленного опыта.

Четвертый этапразвития конструктивно-технологических вариантов ТТДД

Четвертый этап характеризуется началом бюджетного финансирования работ по разработке новой датчи-ковой аппаратуры в рамках НИОКР финансируемых РКА. С 1993 года начались работы по НИОТР «Модуль-Д» финансируемые из государственного бюджета РКА. В 1997г. работы были успешно завершены. Результаты проведенных исследований были внедрены в технологию производства ТТДД типа Вт 206, Вт 212, ДАВ-084,

ДАВ-085, ДАВ-088, ДАВ-089 и датчиков усилий натяжения армоканатов реакторных установок АЭС НВ-005. Особенностью топологии ЧЭ датчика НВ-005 является использование тензорезисторов с номиналом от 3,5 до 4,2 кОм, что позволило снизить ток потребления тензомостом до 2 мА и тем самым увеличить долговременную стабильность НВС (см. рисунок 10) [42].

Рисунок 10 - Фотография топологии платы ЧЭ датчика НВ-005

Комплекс вновь внедренных технологий позволил приступить к разработке ТТДД нового поколения. Первыми разработками этого этапа стали датчики Вт 206Б, Вт 206 1.А, Вт 212 А.1. Эти датчики имели все основные компоненты конструкции своих предшественников и в том числе