一种新型压阻值理论计算方法

A novel algorithmic method, based on the different stress distribution on the surface of thin film in an SOI microstructure, is put forward to calculate the value of the silicon piezoresistance on the sensitive film. In the proposed method, we take the Ritz method as an initial theoretical model to calculate the rate of piezoresistance ΔR/R through an integral （the closed area Ω where the surface piezoresistance of the film lies as the integral area and the product of stress σ and piezoresistive coefficient π as the integral object） and compare the theoretical values with the experimental results. Compared with the traditional method, this novel calculation method is more accurate when applied to calculating the value of the silicon piezoresistance on the sensitive film of an SOI pieoresistive pressure sensor.     

氧化铝陶瓷基无线无源压力传感器的高温性能研究

利用高温烧结陶瓷技术制备了一种基于氧化铝陶瓷的LC谐振式无线无源压力传感器,并通过合理地设计圆柱螺旋天线以及隔热结构,实现了该传感器在高温环境中的无线耦合测试。研究了传感器在不同温度下的阻抗频率特性,分析并探讨了传感器的高温性能。测试结果表明,在29℃(室温)至700℃的温度范围内,测试天线端的最高瞬时温度为188.4℃,保证了传感器高温测试的可靠性。谐振频率对温度的平均变化量为1.314 kHz/℃,两次重复性测试的相对变化量为3.81%,重复性较好。该压力传感器可应用于高温恶劣环境下的压力测试,其高温性能的研究为压力信号的准确读取奠定了良好的基础。     

基于高温烧结氧化铝陶瓷的无线无源温度传感器

通过高温烧结技术获得了总体尺寸为28 mm×28 mm×0.47 mm的氧化铝陶瓷基板,结合厚膜技术在该基板上印刷无源LC串联谐振电路,设计并制备了一种基于氧化铝陶瓷的无线无源温度传感器。在18℃~300℃的温度范围内实现了传感器的无线测试,测试结果表明该温度传感器呈现出了良好的线性特征,线性范围大且非线性误差小,其谐振频率对温度的灵敏度约为2.75 kHz/℃,可应用于高温恶劣环境下的温度检测。     

LC谐振式压力传感器的高温关键参数研究

无线无源高温压力传感器在高温、高压等恶劣环境中应用日益广泛,其耐高温性能已成为衡量传感器的一项最基本且重要的指标。利用低温共烧陶瓷LTCC(Low Temperature Co-Fired Ceramic)技术,分别设计和制作了陶瓷基片上电感及电容器件,并进行高温特性测试,通过讨论和分析确定了造成电感和电容随温度变化的原因。测试结果表明:在100℃~500℃温度范围内,电感L基本保持不变,等效串联电阻R增大了2.7倍,电容C增大了5.3%,从而LC谐振传感器的品质因数Q减小了72.8%。该测试及分析对高温环境下基于LC谐振式压力传感器的优化设计具有重要的指导意义。     

一种SOI高温压力传感器敏感芯片

从传感器的受力结构、能量转化结构和金属引线三个方面对SOI压阻式压力传感器芯片进行高温设计,计算出每个因素所造成的影响并与外部气压对传感器造成的影响进行对比,并给出了压阻的工艺尺寸和掺杂浓度。通过工艺制备和封装,研制出耐高温压力传感器芯片,常温压力测试结果表明传感器敏感芯片在常温下灵敏度较高,非线性误差在0.1%以下,迟滞性小于0.5%。高温下的性能测试结果表明,传感器可以用于350℃恶劣环境条件下的压力测量,为压阻式高温压力芯片的研制提供了参考。     

基于氧化铝陶瓷的无线无源压力传感器

研究了一种基于质量分数为96%氧化铝陶瓷的无线无源压力传感器,利用陶瓷的多层叠片技术、高温烧结技术和丝网印刷技术完成了压力传感器的设计和制备。分析了传感器的无线耦合测试的理论模型,提出了一种读取相位差值的检测方法,并通过搭建常温下的压力测试系统,对传感器在3 cm的测试距离以及0~2 bar(1 bar=105Pa)的压力变化下进行压力测试。测试结果表明,基于氧化铝陶瓷的传感器的谐振频率随压力的增大而减小,近似于线性变化,其灵敏度约为225 kHz/bar。     

一种SOI高温压力传感器

SOI高温压力传感器是一种新型的高性能,高品质的压力传感器。本文提出了一种SOI高温压力传感器的结构,并从掺杂浓度和功率等关键因素进行了高温分析。设计了敏感芯片 的工艺流程以及关键工艺参数。通过在室温和高温下的测量,结果表明非线性误差小于0.1%,迟滞性小于0.5%,敏感芯片可以在350℃高温下工作。本文为高温压力传感器的研究提供了参考。     

LC谐振传感器的信号检测系统研究

根据LC谐振传感器互感耦合系统的理论模型,设计了一种LC谐振传感器信号检测系统。该系统包括模拟部分、数字部分以及解算方法。模拟部分是通过混频器提取谐振信息,再用低通滤波器( LPF)直流化输出信号以方便数据采集。数字部分是完成信号采集及传给上位机处理。解算方法是通过同步模拟部分的线性扫频源与数字部分的数据采集,实现从携带谐振信息的直流信号中获取谐振频率。实验结果表明：该系统能够完整获得LC谐振传感器的测试信号,其性能稳定,测量精度高,谐振频率测量误差小于3.5%。该系统有望运用于LC传感器信号无线测量的领域。