CN113551834A - 一种真空传感器及真空计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空传感器及真空计，涉及真空压力测量技术领域，用于拓展真空传感器的真空度测量量程，使得真空传感器可以用于测量更高气压下的真空度，扩宽真空传感器在更高气压下的应用范围。所述真空传感器包括：基底和悬置结构。基底上开设有凹槽。悬置结构设置在凹槽的上方。悬置结构包括悬置热板和至少两个悬臂梁。悬置热板通过至少两个悬臂梁与基底连接。每个悬臂梁均具有支撑部、以及设置在支撑部上的加热部。加热部的材质的热膨胀系数不同于支撑部的材质的热膨胀系数。加热部用于在真空传感器处于工作状态时加热相应悬臂梁，以缩短真空传感器所具有的换热间距。所述真空传感器应用于真空计中。

Description

一种真空传感器及真空计

技术领域

本发明涉及真空压力测量技术领域，尤其涉及一种真空传感器及真空计。

背景技术

皮拉尼真空传感器属于热传导真空传感器中的一种。其工作原理为：皮拉尼传感器所包括的加热物体被周围气体所传导的热量随气压而变化。基于此，通过热电耦合原理，建立电学响应和真空度的关系，从而实现真空环境的压力监测。皮拉尼真空传感器具有体积小、成本低、能耗低和响应快等优点，被广泛应用于各种大小真空封装以及微型腔体的真空度监测。

但是，现有的皮拉尼真空传感器的测量量程的范围较小，无法用于测量出更高气压的真空度，使得皮拉尼真空传感器的应用受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空传感器及真空计，用于拓展真空传感器的真空度测量量程，使得真空传感器可以用于测量更高气压下的真空度，扩宽真空传感器在更高气压下的应用范围。

为了实现上述目的，本发明提供了一种真空传感器，该真空传感器包括：

基底，基底上开设有凹槽；

以及设置在凹槽的上方的悬置结构；悬置结构包括悬置热板和至少两个悬臂梁；悬置热板通过至少两个悬臂梁与基底连接；每个悬臂梁均具有支撑部、以及设置在支撑部上的加热部；加热部的材质的热膨胀系数不同于支撑部的材质的热膨胀系数；加热部用于在真空传感器处于工作状态时加热相应悬臂梁，以缩短真空传感器所具有的换热间距。

与现有技术相比，本发明提供的真空传感器中，悬置结构所包括的悬置热板通过至少两个悬臂梁与基底连接，并且位于基底上开设的凹槽的上方。基于此，在真空传感器处于工作状态时，因悬置热板上的热消耗包括悬置热板通过气体的热传导散热、悬置热板的辐射散热、以及悬置热板通过与之接触的固体的热传导散热，故在悬置热板未直接与基底接触的情况下，使得上述悬置热板通过与之接触的固体的热传导散热只包括通过悬臂梁的热传导散热，而并不包括直接通过基底热传导的散热，使得在其他因素相同的情况下，悬置热板通过与之接触的固体的热传导散热量降低，从而能够提高气体热传导在总热消耗中的占比，进而能够使得真空传感器的测量下限向下扩展。

此外，悬臂梁包括支撑部、以及设置在支撑部上的加热部。该加热部的材质的热膨胀系数不同于支撑部的材质的热膨胀系数。并且，该加热部用于在真空传感器处于工作状态时加热相应悬臂梁。基于此，悬臂梁在受热后，因加热部和支撑部之间不相等的热膨胀而使得悬臂梁产生形变。同时，因悬臂梁的一端与悬置热板连接，故产生形变的悬臂梁能够改变悬置热板的纵向位移，从而能够缩短真空传感器所具有的换热间距。在此情况下，因真空传感器只能测量比该真空传感器具有的转换点气压P₀低的气压对应的真空度，而真空传感器对高于转换点气压P₀的气压不敏感，故真空传感器具有的转换点气压P₀决定了该真空传感器的测量上限。并且，因换热间距与真空传感器所具有的转换点气压P₀成反比，故在换热间距减小时可以有效增加转换点气压P₀，从而使得真空传感器的测量上限能够进一步向上扩展。也就是说，可以通过本发明提供的真空传感器测量更高气压下的真空度，扩宽真空传感器在更高气压下的应用范围。

本发明还提供了一种真空计，该真空计包括上述技术方案所提供的真空传感器。

与现有技术相比，本发明提供的真空计具有的有益效果与上述技术方案所提供的真空传感器具有的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的真空传感器的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的真空传感器的第二种结构示意图；

图3为本发明实施例中的悬置结构的结构俯视或仰视示意图；

图4为真空传感器测量气压与测试环境中气体的热导率之间的关系示意图。

附图标记：

11为基底， 111为凹槽， 112为衬底，

12为悬置结构， 121为悬置热板， 1211为支撑膜，

1212为加热件， 1213为第一测温件， 122为悬臂梁，

1221为支撑部， 12211为第一支撑段， 12212为第二支撑段，

1222为加热部，

13为透气盖体，

14为空腔。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

真空传感器是一种用于测量低于一个大气压的气体的传感器。其通常是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量，在科研和工业生产中广泛应用。具体的，真空传感器分为电容薄膜式真空传感器、谐振式真空传感器、热传导式真空传感器、电离式真空传感器等。

其中，皮拉尼真空传感器属于热传导真空传感器中的一种。现有的皮拉尼真空传感器一般包括开设有凹槽的基底、以及设置在凹槽上的悬置结构。基底上设置有用于测量环境温度的测温件。悬置结构具有悬臂梁、以及通过悬臂梁与基底连接的悬置热板。该悬置热板内设置有加热电阻和测温电阻。在皮拉尼真空传感器处于工作状态时，加热电阻可以对悬置热板进行加热，以使悬置热板的温度高于环境温度。此时，悬置热板的热消耗包括气体热导散热、辐射散热以及固体散热。基于此，因气体的热传导率随压强的变化而变化，故上述气体热导散热与真空环境的真空度有关。通过热电耦合原理，建立电学响应和真空度的关系，从而实现真空环境的压力监测。皮拉尼真空传感器具有体积小、成本低、能耗低和响应快等优点，被广泛应用于各种大小真空封装以及微型腔体的真空度监测。

但是，现有的皮拉尼真空传感器的测量量程的范围较小，无法用于测量出更高气压下的真空度。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种真空传感器及真空计。其中，在本发明实施例提供的真空传感器中，悬臂梁包括支撑部、以及设置在支撑部上的加热部。该加热部的材质的热膨胀系数不同于支撑部的材质的热膨胀系数。并且，该加热部用于在真空传感器处于工作状态时加热相应悬臂梁。基于此，悬臂梁在受热后，因加热部和支撑部之间不相等的热膨胀而使得悬臂梁产生形变，以缩短真空传感器具有的换热间距，使得真空传感器的测量上限能够进一步向上扩展，既可以通过本发明实施例提供的真空传感器测量更高气压下的真空度，扩宽真空传感器在更高气压下的应用范围。

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种真空传感器。该真空传感器包括：基底11和悬置结构12。

如图1至图3所示，上述基底11上开设有凹槽111。上述悬置结构12设置在凹槽111的上方。该悬置结构12包括悬置热板121和至少两个悬臂梁122。悬置热板121通过至少两个悬臂梁122与基底11连接。每个悬臂梁122均具有支撑部1221、以及设置在支撑部1221上的加热部1222。加热部1222的材质的热膨胀系数不同于支撑部1221的材质的热膨胀系数。加热部1222用于在真空传感器处于工作状态时加热相应悬臂梁122，以缩短真空传感器所具有的换热间距。

具体来说，上述基底可以为其上未形成有膜层的衬底。例如：基底可以为硅衬底。或者，基底也可以为其上形成有一些结构的衬底。例如：如图1和图2所示，上述基底11可以包括衬底112、以及设置在衬底112上的第二测温件(图中未示出)。凹槽111开设在衬底112上。第二测温件用于测量测试环境的温度。在此情况下，本发明实施例提供的真空传感器还集成有第二测温件。该第二测温件能够实时监测测试环境的温度，以便于设置对悬置结构12的加热温度，提高真空传感器输出测量结果的准确性。其中，上述衬底112可以为硅衬底等半导体衬底。第二测温件可以为测温电阻、热电偶等任一能够测量测试环境温度的元件，此处不做具体限定。

此外，基底上开设的凹槽的深度可以根据实际需求进行设置。例如：如图1所示，沿着基底11的厚度方向，凹槽111可以贯穿基底11。又例如：如图2所示，在凹槽111的深度方向与基底11的厚度方向相同的情况下，凹槽111的深度可以小于基底11的厚度。具体的，该凹槽的规格和位置可以根据悬置结构的规格和位置进行设置。例如：凹槽的槽口处的横截面积略大于悬置结构的横截面积。

对于上述悬置结构来说，悬置结构所包括的悬臂梁的规格和个数可以根据悬置热板的规格和实际需求进行设置，此处不做具体限定。例如：在悬置热板的规格较大的情况下，可以适当增加悬置结构所包括的悬臂梁的个数，或增大悬臂梁的规格，以使得悬置热板可以通过悬臂梁稳定设置在凹槽上方，提高真空传感器的结构可靠性。

此外，对于悬臂梁所包括的支撑部和加热部的材质来说，二者的材质可以根据实际需求进行设置，只要能够应用到本发明实施例提供的真空传感器中均可。示例性的，上述支撑部的材质可以为氧化硅、氮化硅、硅、氧化铝、氧化镁或氮化硅中的至少一种。上述加热部的材质可以为铝、金、钛、铜、锡、钨、钼、铬或铂等任一能够导电的金属材料。当然，加热部的材质还可以为掺杂的多晶硅等非金属导电材料。具体的，加热部的材质的热膨胀系数可以大于支撑部的材质的热膨胀系数。或者，加热部的材质的热膨胀系数也可以小于支撑部的材质的热膨胀系数。例如：在加热部的材质为铝、且支撑部的材质为氧化硅的情况下，加热部的材质的热膨胀系数大于支撑部的材质的热膨胀系数。又例如：在加热部的钨、且支撑部的材质为氧化镁的情况下，加热部的材质的热膨胀系数小于支撑部的材质的热膨胀系数。

具体的，上述支撑部可以为单层结构，也可以为叠层结构。当支撑部为单层结构时，该支撑部可以为氧化硅支撑部、氮化硅支撑部或碳化硅支撑部等。当支撑部为叠层结构时，该支撑部可以为由二氧化硅/氮化硅构成的叠层结构等。

在实际的应用过程中，如图1至图3所示，当真空传感器处于工作状态时，悬置热板121的温度高于环境的温度。此时，悬置热板121上的热消耗包括悬置热板121通过气体的热传导散热、悬置热板121的辐射散热、以及悬置热板121通过与之接触的固体的热传导散热，因此在悬置热板121通过至少两个悬臂梁122悬置在凹槽111上方的情况下，悬置热板121未直接与基底11接触，使得悬置热板121通过与之接触的固体的热传导散热只包括通过悬臂梁122的热传导散热，而并不包括直接通过基底11热传导的散热，即在其他因素相同的情况下，悬置热板121通过与之接触的固体的热传导散热量降低，从而能够提高气体热传导在总热消耗中的占比，进而能够使得真空传感器的测量下限向下扩展。同时，加热部1222能够加热包括该加热部1222的悬臂梁122。而悬臂梁122在受热后，因加热部1222和支撑部1221之间不相等的热膨胀会使得悬臂梁122产生形变。并且，因悬臂梁122的一端与悬置热板121连接，故产生形变的悬臂梁122能够改变悬置热板121的纵向位移，从而能够缩短真空传感器所具有的换热间距。在此情况下，如图4所示，因真空传感器只能测量比该真空传感器具有的转换点气压P₀低的气压对应的真空度，而真空传感器对高于转换点气压P₀的气压不敏感，故真空传感器具有的转换点气压P₀决定了该真空传感器的测量上限。并且，因换热间距与真空传感器所具有的转换点气压P₀成反比，故在换热间距减小时可以有效增加转换点气压P₀，从而使得真空传感器的测量上限能够进一步向上扩展。

由上述内容可知，本发明实施例提供的真空传感器不仅可以通过至少两个悬臂梁将悬置热板悬置在凹槽上方的方式，使得真空传感器的测量下限向下扩展。还设置具有不同热膨胀系数的支撑部和加热部，并在受热后通过产生形变的悬臂梁改变悬置热板的纵向位移的方式，缩短真空传感器具有的换热间距，使得真空传感器的测量上限向上扩展，即可以通过本发明实施例提供的真空传感器能够测量更低和更高气压下的真空度，扩宽真空传感器应用范围。

在一种示例中，如图1和图2所示，上述真空传感器还可以包括透气盖体13。该透气盖体13设置在基底11上、且至少位于悬置结构12的上方。透气盖体13与悬置结构12之间具有空腔14。应理解，在真空传感器还包括透气盖体13的情况下，若以透气盖体13作为悬置热板121的换热热沉，则可以增大换热热沉的体积，提高悬置热板121与透气盖体13之间的气体换热灵敏度，进而可以提高真空传感器输出测量结构的准确性，提升其工作性能。此外，上述透气盖体13可以是其上设置有通气孔的盖体。或者，透气盖体13还可以是与基底11之间呈开放式连接的盖体。基于此，上述空腔14为开放式空腔，外界气体可以进入到该空腔14内。

具体的，该透气盖体的形状和规格可以根据开设在基底上的凹槽的形状和规格、以及实际需求进行设置。此外，在以透气盖体作为悬置热板的换热热沉的情况下，透气盖体与悬置热板之间的空腔的深度决定了真空传感器的换热间距的大小，从而影响真空传感器的测量范围，因此可以根据实际应用场景对真空传感器的测量范围的要求、以及实际制造工艺来确定空腔的深度。例如：上述空腔的深度可以为30μm～50μm。再者，透气盖体可以通过粘接、镶嵌、键合等方式设置在基底上。其中，当透气盖体键合在基底上时，可以使得透气盖体紧固连接在基底上，提高真空传感器的结构可靠性的同时，还可以缩短悬置热板的上表面与透气盖体的内表面之间的距离。在以透气盖体作为悬置热板的换热热沉的情况下，缩短悬置热板的上表面与透气盖体的内表面之间的间距，可以使得真空传感器的换热间距缩短，从而能够提高真空传感器具有的转换点气压P₀，进而可以提高真空传感器的灵敏度和真空测量上限。

上述透气盖体的材质可以根据实际需求进行设置，此处不做具体限定。例如：透气盖体的材质可以为硅、金属、碳化硅等材料。

如前文所述，在悬臂梁受热后，因加热部和支撑部之间不相等的热膨胀会使得悬臂梁产生形变。可以想到的是，加热部与支撑部之间的相对位置关系、以及加热部和支撑部的材质的热膨胀系数不同的情况下，悬臂梁产生形变的方向也不同。相应的，产生形变的悬臂梁改变悬置热板的纵向位移的方向也不同。基于此，因在真空传感器还包括透气盖体的情况下，透气盖体和基底均可以作为悬置热板的换热热沉。并且，真空传感器所具有的换热间距为悬置热板与换热热沉之间的垂直距离，故可以根据换热热沉的位置来设置加热部与支撑部之间的相对位置，以在真空传感器工作时缩短其换热间距。下面根据悬置热板的换热热沉的不同，将加热部与支撑部之间的位置关系分为两种情况进行说明：

在一种示例中，如图3所示，当通过基底11作为悬置热板121的换热热沉时，换热间距为悬置热板121的下表面与凹槽111的底面之间的垂直距离。在此情况下，上述加热部1222位于支撑部1221远离基底11的一侧，且加热部1222的材质的热膨胀系数大于支撑部1221的材质的热膨胀系数。或，加热部1222位于支撑部1221远离透气盖体13的一侧，且加热部1222的材质的热膨胀系数小于支撑部1221的材质的热膨胀系数。

在实际应用过程中，当通过基底作为悬置热板的换热热沉时，换热间距为悬置热板的下表面与凹槽的底面之间的垂直距离。在此情况下，当加热部位于支撑部远离基底的一侧、并且加热部的材质的热膨胀系数大于支撑部材质的热膨胀系数时，在通过加热部为相应悬臂梁加热后，加热部的热膨胀量大于支撑部的热膨胀量，使得悬臂梁向下翘曲，从而能够以加热部向下拉动悬臂梁的方式带动悬置热板向靠近凹槽底面的方向运动，缩短悬置热板的下表面与凹槽的底面之间的垂直距离，从而实现减小换热间距。

而当加热部位于支撑部远离透气盖体的一侧、并且加热部的材质的热膨胀系数小于支撑部的材质的热膨胀系数时，在悬臂梁受热后，加热部的热膨胀量小于支撑部的热膨胀量，使得悬臂梁向下翘曲，从而能够以支撑部向下拉动悬臂梁的方式带动悬置热板向靠近凹槽的底面运动，实现换热间距的减小。

在另一种示例中，如图3所示，当真空传感器还包括透气盖体13、且通过透气盖体13作为悬置热板121的换热热沉时，换热间距为悬置热板121的上表面与透气盖体13的内侧面之间的垂直距离。在此情况下，上述加热部1222位于支撑部1221远离透气盖体13的一侧，且加热部1222的材质的热膨胀系数大于支撑部1221的材质的热膨胀系数。或，加热部1222位于支撑部1221远离基底11的一侧，且加热部1222的材质的热膨胀系数小于支撑部1221的材质的热膨胀系数。

在实际应用过程中，当通过透气盖体作为悬置热板的换热热沉时，换热间距为悬置热板的上表面与透气盖体的内侧面之间的垂直距离。在此情况下，当加热部位于支撑部远离透气盖体的一侧、并且加热部的材质的热膨胀系数大于支撑部材质的热膨胀系数时，在通过加热部为相应悬臂梁加热后，加热部的热膨胀量大于支撑部的热膨胀量，使得悬臂梁向上翘曲，从而能够以加热部向上推动悬臂梁的方式带动悬置热板向靠近透气盖体内侧面的方向运动，缩短悬置热板的上表面与透气盖体的内侧面之间的垂直距离，从而实现减小换热间距。

而当加热部位于支撑部远离基底的一侧，且加热部的材质的热膨胀系数小于支撑部的材质的热膨胀系数时，在通过加热部为相应悬臂梁加热后，加热部的热膨胀量小于支撑部的热膨胀量，使得悬臂梁向上翘曲，从而能够以支撑部向上推动悬臂梁的方式带动悬置热板向靠近透气盖体内侧面的方向运动，实现换热间距的减小。

在一种示例中，如图3所示，上述加热部1222可以为导电加热线。在此情况下，当真空传感器处于工作状态时，可以通过为导电加热线通电的方式为包括该导电加热线的悬臂梁122加热。因导电加热线的结构较为简单，从而能够降低真空传感器的制造难度。

具体的，该导电加热线在支撑部上的分布情况可以根据实际需求进行设置。示例性的，如图3所示，上述导电加热线可以呈蛇型结构分布在支撑部1221上。导电加热线的两端设置在支撑部1221的同一侧。此时，蛇型结构的导电加热线可以均匀分布在支撑部1221上，从而能够在真空传感器工作时均匀地为悬臂梁122的各个区域加热，使得悬臂梁122的各个区域受热后的温度大致相同，从而确保悬臂梁122在受热后能够按照相应方向翘曲，增大悬臂梁122受热后的形变量，进而能够增大换热间距缩短的程度，使得真空传感器的测量上限进一步向上拓展。此外，当同一导电加热线的两端设置在支撑部1221的同一侧的情况下，便于通过外部的供电装置为导电加热线通电，降低真空传感器的使用难度。

在一种示例中，如图3所示，上述支撑部1221可以包括连接在一起的第一支撑段12211和第二支撑段12212。该第一支撑段12211的轴向与第二支撑段12212的轴向之间具有夹角α，0°＜α＜180°。第一支撑段12211远离第二支撑段12212的一端与悬置热板121连接。第二支撑段12212远离第一支撑段12211的一端与基底11连接。加热部1222设置在第二支撑段12212上。

值得注意的是，第一支撑段的轴向和第二支撑段的轴向之间具有夹角，二者构成折形结构。因折形结构的断裂韧性大于直线形结构的断裂韧性，故在支撑部包括上述第一支撑段和第二支撑段，并且加热部设置在第二支撑段上的情况下，在通过加热部加热悬臂梁后，可以降低悬臂梁因产生形变而发生断裂的风险，提高真空传感器的结构稳定性，延长真空传感器的使用寿命。

具体的，上述夹角α的大小可以根据实际需求进行设置。例如：如图3所示，上述夹角α可以为90°。此时，支撑部1221为L型支撑部。在此情况下，L型支撑部在具有较高断裂韧性，可以防止悬臂梁122在形变过程中断裂的同时，L型支撑部在第一支撑段12211的长度和第二支撑段12212的长度不变的情况下，还可以减小L型支撑部在悬置热板121和基底11之间所占用的空间，有利于真空传感器小型化。

当然，上述支撑部除了可以为L型支撑部外，还可以为回折型支撑部或直线型支撑部等，只要能够应用至本发明实施例提供的真空传感器中即可。

在一种示例中，如图3所示，至少两个悬臂梁122关于悬置热板121的中心对称设置。在此情况下，通过至少两个悬臂梁122悬置在凹槽111上方的悬置热板121可以受力均匀，提高真空传感器的结构稳定性。并且，在悬臂梁122受热产生形变后，关于悬置热板121的中心对称设置的至少两个悬臂梁122，可以使得悬置热板121各个区域的纵向位移大致相同，使得悬置热板121的表面在移动前和移动后均能够与基底11表面平行，提高真空传感器输出测量结果的准确性，提高真空传感器的测量精度。

具体的，至少两个悬臂梁与悬置热板之间位置关系可以根据悬置热板的形状和实际需求进行设置。例如：如图3所示，在悬置热板121为矩形、且悬置结构12包括四个悬臂梁122时，这四个悬臂梁122可以分别设置在矩形悬置热板121的四个边上，并关于悬置热板121的中心对称设置。

在一种示例中，如图1至图3所示，上述悬置热板121具有支撑膜1211、以及设置在支撑膜1211内的加热件1212和第一测温件1213。加热件1212用于加热支撑膜1211。第一测温件1213用于对测量支撑膜1211的温度。

具体的，上述支撑膜的形状和结构可以参考前文所述的悬置热板的形状和结构进行设置，上述支撑膜的材质可以参考前文所述的支撑部的材质进行进行设置，此处不再赘述。对于加热件来说，加热件可以为任一能够加热支撑膜的元件。例如：加热件可以为加热电阻。该加热电阻的材质可以为铂、铝或铜等能够导电的金属材料。而对于上述第一测温件来说，第一测温件可以为测温电阻等任一能够测量支撑膜温度的元件，此处不做具体限定。当第一测温元件为测温电阻时，第一测温元件可以通过其电阻值随支撑膜温度的增加而增加这一特性来对支撑膜进行温度测量。其中，该测温电阻的材质可以为铂、钛、铝或铜等金属材料，也可为掺杂硅。或者，第一测温元件还可以为温敏二极管等。

在一种示例中，如图1至图3所示，上述悬置结构12还包括至少设置在支撑膜1211和支撑部1221内的至少两组连接线(图中未示出)。每组连接线与相应加热件1212或相应第一测温件1213电连接。

具体的，连接线的材质可以为铂、金、银、铜、铝等能够导电的金属材料。每组连接线能够将与之电连接的加热件或第一测温件的两端引出，便于未加热件供电、以及便于读取第一测温件的测量结果。

本发明实施例还提供了一种真空计，该真空计包括上述实施例所提供的真空传感器。

与现有技术相比，本发明实施例提供的真空计具有的有益效果与上述实施例所提供的真空传感器具有的有益效果相同，此处不再赘述。

在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种真空传感器，其特征在于，包括：

基底，所述基底上开设有凹槽；

以及设置在所述凹槽的上方的悬置结构；所述悬置结构包括悬置热板和至少两个悬臂梁；所述悬置热板通过至少两个所述悬臂梁与所述基底连接；每个所述悬臂梁均具有支撑部、以及设置在所述支撑部上的加热部；所述加热部的材质的热膨胀系数不同于所述支撑部的材质的热膨胀系数；所述加热部用于在所述真空传感器处于工作状态时加热相应所述悬臂梁，以缩短所述真空传感器所具有的换热间距。

2.根据权利要求1所述的真空传感器，其特征在于，所述真空传感器还包括透气盖体；所述透气盖体设置在所述基底上、且至少位于所述悬置结构的上方；所述透气盖体与所述悬置结构之间具有空腔。

3.根据权利要求2所述的真空传感器，其特征在于，在所述换热间距为所述悬置热板的下表面与所述凹槽的底面之间的垂直距离的情况下，所述加热部位于所述支撑部远离所述基底的一侧，且所述加热部的材质的热膨胀系数大于所述支撑部的材质的热膨胀系数；或，所述加热部位于所述支撑部远离所述透气盖体的一侧，且所述加热部的材质的热膨胀系数小于所述支撑部的材质的热膨胀系数；

在所述换热间距为所述悬置热板的上表面与所述透气盖体的内侧面之间的垂直距离的情况下，所述加热部位于所述支撑部远离所述透气盖体的一侧，且所述加热部的材质的热膨胀系数大于所述支撑部的材质的热膨胀系数；或，所述加热部位于所述支撑部远离所述基底的一侧，且所述加热部的材质的热膨胀系数小于所述支撑部的材质的热膨胀系数。

4.根据权利要求2所述的真空传感器，其特征在于，所述透气盖体键合在所述基底上。

5.根据权利要求1所述的真空传感器，其特征在于，所述加热部为导电加热线。

6.根据权利要求1所述的真空传感器，其特征在于，所述支撑部的材质为氧化硅、氮化硅、硅、氧化铝、氧化镁、碳化硅中的至少一种；所述加热部的材质为铝、金、钛、铜、锡、钨、钼、铬或铂。

7.根据权利要求1所述的真空传感器，其特征在于，所述支撑部包括连接在一起的第一支撑段和第二支撑段；所述第一支撑段的轴向与所述第二支撑段的轴向之间具有夹角α，0°＜α＜180°；

所述第一支撑段远离所述第二支撑段的一端与所述悬置热板连接；所述第二支撑段远离所述第一支撑段的一端与所述基底连接；所述加热部设置在所述第二支撑段上。

8.根据权利要求1所述的真空传感器，其特征在于，所述支撑部为L型支撑部、回折型支撑部或直线型支撑部；和/或，

至少两个所述悬臂梁关于所述悬置热板的中心对称设置；和/或，

所述基底包括衬底、以及设置在所述衬底上的第二测温件；所述凹槽开设在所述衬底上；所述第二测温件用于测量测试环境的温度。

9.根据权利要求1所述的真空传感器，其特征在于，所述悬置热板具有支撑膜、以及设置在所述支撑膜内的加热件和第一测温件；所述加热件用于加热所述支撑膜；所述第一测温件用于对测量所述支撑膜的温度；和/或，

所述悬置结构还包括至少设置在所述支撑膜和所述支撑部内的至少两组连接线；每组所述连接线与相应所述加热件或相应所述第一测温件电连接。

10.一种真空计，其特征在于，所述真空计包括权利要求1～9任一项所述的真空传感器。

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