热激励谐振式硅微结构压力传感器

对一种以方形硅膜片作为一次敏感元件;硅梁作为二次敏感元件的硅谐振式压力微传感器进行了研究:建立了微传感器敏感结构的数学模型;敏感结构参数:方形膜边长4 mm,膜厚0.1 mm,梁谐振子长1.3 mm,宽0.08 mm,厚0.007 mm;对原理实验样件采用电热激励、压阻拾振方式作了开环测试,讨论了传感器的闭环系统.     

微结构谐振梁式压力传感器研究

利用微电子机械加工技术成功地研制出电势激励、压阻拾振的高精度硅谐振梁式压力传感器,传感器的谐振器的品质因素Ｑ值大于１７０００。采用扫描检测方式和闭环自激振荡方式测定压力传感器的压力特性,其压力测试范围为０￣４００ｋＰａ,线性相关系数为０．９９９９５,测试精度小于０。０６％Ｆ．Ｓ。     

静电激励硅微机械谐振压力传感器设计

设计了一种静电激励/电容检测的硅微机械谐振压力传感器,采用改进的侧向动平衡双端固支音叉谐振器,利用基于绝缘体上硅的加工工艺制作。为了抑制压力敏感膜片受压变形时谐振器的高度变化,在谐振器固定端设计了全新的桁架结构。针对传感器检测信号微弱和同频干扰严重的特点,在芯体和接口电路设计中采取添加屏蔽电极、降低交流驱动电压幅值、差动电容检测和高频载波调制解调方案等多项措施。同时基于该接口电路设计了开环测试系统,并在常压封装条件下对传感器进行了初步性能测试。实验结果表明:其基础谐振频率为33.886 kHz,振动品质因数为1222;测量范围为表压0~280 kPa,非线性为0.018%FS,迟滞为0.176%FS,重复性为0.213%FS;在-20~60℃的温度范围内,谐振器的平均温度漂移为-0.037%/℃。     

静电驱动MEMS谐振式压力传感器闭环拓扑研究

谐振式压力传感器闭环拓扑结构对保持机械谐振器振荡的稳定性和可靠性起着重要作用.针对一种典型结构的静电驱动电容检测MEMS谐振式压力传感器,在分析工作原理的基础上,构建了其混合信号模型.基于该模型搭建了自激振荡、自动增益控制、锁相环和带AGC的自激振荡四种闭环拓扑结构.在混合信号仿真平台下,对四种拓扑结构在起振状况、自动...     

微型硅谐振式压力传感器的研制

利用微电子机械加工技术成功地研制出电热激励、压阻拾振的高精度硅谐振梁式压力传感器。传感器的谐振器的品质因素Q值在真空中大于 10 0 0 0。采用特殊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～ 40 0kPa ,线性相关系数 0 .9999,测试精度优于 0 .1%FS。     

电磁激励谐振式MEMS压力传感器闭环控制研究

在谐振器动力学分析的基础上,系统地比较了谐振式压力传感器检测速度谐振频率和检测位移谐振频率的优缺点.设计出一种零相移的电磁激励谐振式MEMS压力传感器闭环控制系统,该系统利用检测速度谐振频率提高传感器的信号检测稳定性,并且控制电路无需移相环节即可保证传感器在工作频率范围内实现稳定可靠的闭环自激.实验结果表明,采用该闭环控制系统的传感器具有较高的稳定性,传感器长时漂移低于0.025%F.S.,在10 hPa～1 050 hPa范围内非线性度为0.06%.     

光纤耦合谐振式压力传感器

研制了一种以谐振石英晶体为敏感元件的光纤耦合压机传感器。该传感器的电测探头采用低功耗电子集成电路,被测压力用频率信号调制并用光纤传输。这下仅使它适用于特殊环境下的信号位测,而且具有光纤传输的高抗干扰能力。本文介绍传感器的设计思想想、结构特点及工作原理,并给出压力测试结果。     

一种硅微谐振式压力传感器的敏感膜片设计

根据正方形膜片的变形和应力分布情况,提出了一种硅微谐振式压力传感器敏感膜片的设计方法,设计了两种正方形间接连接式压力敏感膜片.在相同的膜片面积下,新膜片与原有矩形间接连接式压力敏感膜片性能相近,为内部谐振器的多样化提供了基础.最后,就压力敏感膜片的工艺设计进行了探讨,认为采用正方形凸角补偿结构的〈110〉硅岛和采用边长补偿的〈100〉硅岛最适合间接连接式压力敏感膜片.     

基于次波长谐振原理的新型压力传感器

利用一维的次波长左/右手谐振器结构,提出了一种新型的压力传感器.谐振器由两层结构组成,一层是具有负折射率的媒质,另一层是具有正折射率的媒质,正折射率媒质部分与压力薄片相连.研究结果表明,当压力变化时,谐振器的波长随压力的对数值呈线性变化,具有较高的灵敏度,由于这类谐振器可以做得很薄,在实际应用中具有很大的优势.     

可对多目标测量的硅传感器系统􀀁

本文介绍了一种新型的可对多个目标进行测量的硅压力传感器系统的研制，它是把多个硅压力传感器组合一个完整的传感器系统，用于对多个不同的对象同时完成独立测量，文章具体描述了对压力、流量、干度实测测量的原理，过程以及传感器系统的结构制作。     

硅压力传感器版图的计算机辅助设计

介绍利用ＡｕｔｏＬｉｓｐ语言编程实现硅压力传感器版图自动生成的ＣＡＤ系统，并给出Ｃ型压阻式压力传感器版图的设计实例。     

硅压阻式压力传感器的温度补偿

分析了硅压阻式压力传感器的温度误差来源，给出了通过长时间实验的温度与传感器输出电阻的数据，提出了对此类传感器温度误差的测量和修正方法，从而保证此类传感器在大温度范围内得到高精度使用。     

Modeling and Simulation for a Microstructure Silicon Concentrated Force Sensor

Based on the sensing mechanism of microsensor, a simulation model of a practical silicon beam resonator attached to an E-type round diaphragm and used for measuring concentrated force is established. The relationship between the basic natural frequency of the beam resonator and the concentrated force is calculated, analyzed and investigated. As a microsensor FEM is used to study some important simulation results on the vibration features of the beam resonators. Based on the differential output signals, a se...     

扩散硅压力传感器的高精度误差补偿算法

扩散硅压力传感器的传输特性受温度影响较大,必须采用某种手段将传感器的输入压力与温度进行解耦,从而实现对压力传感器输出的有效补偿,进而得到准确可靠的压力测量值.文中分析了一般扩散硅压力传感器的误差组成,针对误差提出了一个简单而又高精度的补偿模型,建立了有效算式,最后通过实例验证了算法的正确性,其精度可达到0.1％FS以下.     

基于全硅工艺的硅谐振压力传感器设计与制备

硅谐振压力传感器制备工艺包括硅-玻璃工艺和全硅工艺,采用硅-玻璃工艺时,硅材料和玻璃材料热膨胀系数存在差异,会产生热应力。为解决硅材料和玻璃材料热膨胀系数不匹配而产生的热应力,设计一种基于全硅工艺的硅谐振压力传感器。该设计采用全硅工艺制备,其中电极层和敏感膜层集成于一体,密封层实现真空键合,在消除热应力的同时可减小黏接剂带来的应力干扰。采用全硅工艺制备的硅谐振压力传感器能够克服各种应力干扰,使传感器迟滞、重复性等指标得到改善,进而提升综合精度、长期稳定性等指标。全硅工艺还可改善传感器温度系数,可提升传感器温度跟随性指标。传感器最终测试结果显示,其综合精度优于±0.01%F.S.,其余指标如温度系数、迟滞、重复性等均优于基于硅-玻璃工艺的同类产品。