微机械差动电容压力传感器的研究

文中介绍以Ｎ型单昌硅为基底,利用微机械加工研制而成的一种中央上举开放式差动电容压力传感器的结构及其设计。     

微机械氮化硅梁谐振式压力传感器

报导一种新型的电热激励、压阻拾振的氮化硅梁谐振式压力传感器。器件采用微电子机械加工技术和键合技术研制。谐振频率85kHz,空气中品质因素Q值接近1000,在真空中达到40000。采用闭环自激振荡方式测定压力传感器的压力特性,压力测试范围0－400kPa,灵敏度23．8Hz/kPa。     

热激励硅谐振式压力传感器温度场的有限元计算

针对一种典型的采用电阻热激励、压敏电阻拾振的压力微传感器的实际结构,利用有限元法系统地对其温度场进行了模拟计算.分析并得出了激励电阻在梁谐振子上位置、长度、宽度变化时;梁谐振子长度、宽度、厚度变化时;以及激、拾振电阻共同作用时,梁谐振子温度场的分布规律.     

热激励硅谐振式压力传感器的研制

介绍了基于表面微加工工艺和多孔硅牺牲层技术，设计并制作出梁膜一体化的热激励硅谐振梁压力传感器，给出了制作的工艺过程和参数，测试了传感器在真空中开环状态下的谐振频率一压力特性及幅频特性，其灵敏度达到54．89Hz／kPa，Q值大于20000，0～300kPa范围内线性相关系数为0．9997。     

硅谐振梁式压力传感器模拟计算

本文给出一种硅谐振梁式压力传感器的敏感结构：以２×２ｍｍ２的方形硅膜片直接敏感被测压力,膜片的上表面架设有６００×５０×５μｍ３两端固支的硅谐振梁,间接感受压力作用,谐振梁封装在真空腔内。利用谐振梁的固有频率与被测压力的关系进行测量。针对这种谐振敏感结构的特征,建立其数学模型,通过模拟计算,得到若干规律性的结果,给出一组合理的设计参数。     

硅微机械传感器的技术特点及发展趋势

基于硅微机械传感器的技术特点,分析了这类传感器的发展趋势,同时指出了它进一步发展中急需解决的几个问题。     

在膜片上集成谐振应变仪三维微加工成硅压力传感器

引言谐振传感器利用了物理因素能够改变谐振频率的现象。谐振传感器与其它传感器相比具有优良的特性。例如高的重复性、分辨率和灵敏度。此外,谐振传感器因为它们输出频率而适于把信号传送到计算机。     

硅微谐振压力传感器自动增益控制与相位补偿研究

硅微谐振压力传感器检测信号的幅值稳定性与频率跟踪性对其性能至关重要,但目前幅值控制与频率跟踪方法的非线性特征会造成谐振器振动频率的非线性变化,限制了传感器综合精度的进一步提升。为降低谐振器振动频率非线性变化的影响,基于自动增益控制(Automatic gain control,AGC)的线性化分析理论,建立高Q值硅微谐振压力传感器自动增益控制和相位补偿模型,分析AGC幅值控制和频率跟踪线性化的控制特性,以及相位补偿对闭环控制性能的影响。基于自动增益控制(AGC)的自激驱动被证实可使谐振器稳定工作于谐振频率,且保持幅值稳定,通过Simulink/PSpice建模仿真,验证非线性系统线性化分析的准确性。同时基于自动增益控制与相位补偿模型设计与制作的硅谐振压力传感器控制电路,经测试可使整表频率稳定性优于±0.05 Hz@采样周期5 ms,综合精度优于±0.02%FS,实现自动增益控制在谐振压力传感器的工程化应用,解决了谐振器频率跟踪非线性引起的传感器性能下降问题,可广泛应用于高Q值谐振器闭环控制。     

谐振式压力传感器的新进展

本文介绍了近几年谐振式压力传感器的新成果和发展趋势。     

微机械双杯平面复合差动电容压力传感器的研究

文中介绍一种新式微机械双杯平面复合差动电容压力传感器的结构设计、工作原理及加工工艺,同时,对传感器的硬件电路、软件设计也作简要说明,并通过实验测试结果反映其结构的新颖性和设计的合理可行性。     

高精度硅电容压力传感器的研究

本文介绍了一种采用微机械技术形成的电容压力传感器。在设计上采用完全对称的三层结构，从而较好地消除由温度特性不匹配造成的漂移。利用Ｄｉｏｄｅ－ｑｕａｄ接口电路的输出增益反馈方式基本消除了器材固有的非线性，使传感器的精度大大提高。     

一种新型的硅谐振式微传感器频率特性测试系统

针对硅微机械谐振式压力传感器,设计了一种新型的专用频率特性测试系统,采用直接相关原理进行微弱信号检测,简化了模拟电路设计;提出了分时正交的检测方法解算被测样件的幅频、相频特性.实验结果表明:系统实现了对硅微机械谐振式压力传感器的幅频和相频特性的同时测量,实测结果与理论值符合,不仅给出了闭环设计的必要参数,同时为加工工艺的改进提供了重要信息.     

硅微机械谐振传感器稳幅式真空计的研究

文中介绍硅微机械谐振真空传感器的特点及配套研制的真空计。利用恒定振幅闭环测控电路方式,使整机具有良好的灵敏度和可靠性。真空度测量范围接近１０２～１０－１Ｐａ,测量响应速度为十几毫秒。     

差动式石英谐振力传感器

】利用ＡＴ切型的厚度剪切石英晶体谐振器沿不同方向施加外力时,将会获得不同的灵敏度这一特点,本文研究了一种新型的差动石英谐振式力敏传感器。将两个同频率的敏感石英谐振器以对称简支方式固定在传感器内,使外力分别沿两个敏感谐振器的ｘ轴和ｚ′轴作用,产生两个方向相反的频率变化,通过电路混频,形成差动输出。分析结果表明,采用这种差动方式将使传感器性能得到明显提高。     

多晶硅表面微机械光学角速率传感器

多晶硅表面微机械技术是微机电系统（Ｍｉｃｒｏｅｌｅｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ,ＭＥＭＳ）中重要的加工技术。本文采用这种加工技术,提出了一种基于Ｓａｇｎａｃ效应的新型微机械学光角速率传感器（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ,（ＯＲＳ）。由于采用ＭＥＭＳ的最新技术,安将是一种低成本、微型化的ＯＲＳ,文中给出了ＯＲＳ中环形谐振腔的设计和基本理论分析,并提出了电路和控制系统的     

谐振式硅微结构传感器综合测试分析仪

提出了一种谐振式硅微结构传感器综合测试分析仪器,用于微机械谐振式传感器各关键环节的测试、分析与评估.主要解决测试对象特性模型、微弱信号处理、测试数据分析评估等问题,并将有关理论和技术集成为一台模块化的、具一定开放性的测试仪器.该测试仪器对于深入掌握谐振式硅微结构传感器谐振子和闭环系统的特性和优化方法,实现高性能微传感器具有重要意义.     

石英谐振式称重传感器的承载特点分析

结合石英谐振式称重传感器的应用，对其承载特点进行了理论和实验分析。结果表明，相对于传统的应变式称重传感器，这种新型称重传感器除具有体积小、功耗低、稳定性好、抗干扰能力强等优点，其承载特点突出地表现为刚度大、抗偏载能力弱。对承重传力机构的设计提出了新的要求。     

硅压力传感器的过载保护设计

通过测量硅膜片的结构设计和压力传感器外界保护结构设计,实现了压力传感器过载保护的目的。针对差压传感器表现为正负双腔和中心过载保护膜片联动保护的设计方案,即当过载压力达到超高差压之前,使高压侧膜片和基体贴合,低压侧膜片鼓出,阻止超高差压传入传感器内;对于表压和绝压传感器表现为测量端和过载保护膜片联动的设计方案,即当过载压力达到超高压之前,使测量端膜片和基体贴合,过载保护膜片鼓起,阻止超高压传入传感器内。