硅压阻传感器稳定性品质的研究

根据多年研制硅压阻传感器的经验,定性地归纳和探讨硅压阻传感器稳定性的主要影响因素,并提出相应的预防和解决措施。     

扩散硅多功能集成差压传感器

传感器的智能化从数字运算上解决传感器的温度补偿、静压补偿问题,解决了以前静压无法补偿,仅靠工艺解决的难题;改变了温度补偿仅靠硬件电路的方式。大大提高了仪表的测量精度,达到0 1%和0 075%。增加了传感器输出的信息量,实现了传感器的智能化,这也是国际传感技术发展的方向。所研制的小型多功能压力传感器是利用微电子和微机械加工融合技术在尺寸仅为3 5mm×4 0mm的硅片上集差压敏感元件、静压敏感元件、温度敏感元件为一体、并将其封装在由金属膜片隔离密封的保护液中,具有可靠的密封性。利用数字补偿技术进行处理,可使其在-30～80℃的温度范围内,变送器精度达到0 1级。该传感器能够同时实现对现场中的差压、静压、温度变化的测量,静压和温度的测量数据可修正被测环境的差压输出信号,从而可提高差压传感器的精度,它是工业智能差压变送器的核心部件。     

一种高灵敏度硅压阻式加速度传感器的研究

介绍一种高灵敏度硅压阻式加速度计的工作原理、结构、工艺技术及测定方法;通过分析和实践,得到了能提高速度传感器输出性能的有价值的结论。     

一种硅微压阻式压力传感器的研究

研究了一种量程为20kPa的压阻式微压力传感器,同时采用ANSYS仿真得出影响传感器性能的一些规律。应用小挠度理论设计计算了压阻式硅传感器方形弹性膜片结构,并对圆形膜片与方形膜片进行了比较,同时设计了硅芯片以及压敏电阻的尺寸和阻值。通过模型分析和对方型硅膜片的模拟计算,确定了压敏电阻最佳放置位置,来提高灵敏度;并在各个不同的压力下仿真出应力分布图、得出输入—输出关系图及应力峰值。研究为压阻式微压力传感器的结构以及优化、稳健设计提供了一定参考。     

硅压阻压力传感器调理电路设计与验证

文中提出了一种硅压阻压力传感器的调理电路。首先,针对硅压阻压力传感器精度取决于激励源的特性,提出了一种高精度直流电压激励电路,该激励电路采用负反馈结构,且具有过流保护功能,当外部发生过流故障时,恒压源输出变为占空比可配置的PWM形式,有效提高了电路可靠性;其次,针对硅压阻压力传感器输出阻抗较大的问题,利用传感器全桥结构提出了“双上拉电阻”方案,在实现开路检测功能的同时,对硅压阻压力传感器输出误差影响可忽略不计,并设计了基于仪表运放的放大电路及滤波电路;最后,对该电路进行了测试验证,结果表明激励电压精度为0.2%,传感器输出调理精度为0.5%,满足压力高精度调理需求。     

硅压阻式压力传感器智能校准系统设计

针对硅压阻式压力传感器存在非线性和温度漂移的现象,设计了一种传感器线性化与温度补偿的智能校准系统。系统由上位机、下位机两部分组成,上、下位机通过RS485接口通信。下位机选用C8051F350作为主控制器,实现压力和温度的采集、处理及传输。上位机应用软件使用LabVIEW编写,实现规范化多项式拟合算法。试验表明该系统能够满足硅压阻式压力传感器线性化和温度补偿的要求。     

一种频率选择压阻硅振动传感器

前言传统的振动传感器设计都包括一个单质量弹簧系统,这里形变或由形变导致的弹簧和应力被转换成模拟信号。这种信号转换可以由压敏电阻、压电材料或电容变化来获得。该系统可以被使用的带宽受到其第一个谐振频率的限制,因为在该频率及其邻近处,灵敏度发生很大变化,导致传感器出现很强的非线性。由于带宽与灵敏度成反比关系,当要求较宽的带宽时,就不得不接受降低了的灵敏度。当打算使传感器在高频范围内工作时,这一问题就变得十分突出了。     

硅压阻式传感器智能数字补偿系统

为提高硅压阻式传感器在宽温区上的精度,利用传感器高精度智能修补芯片ZMD31050,开发出一套智能化数字补偿系统,将传感器及其外围器件抽象为数学多项式,通过多项式拟合来消除误差,介绍了该系统的硬件组成,通信协议和软件设计。实验结果表明,该系统数据传输稳定,生产效率高,可满足硅压阻式传感器小批量智能修补。     

硅压阻式压力传感器测量误差在线补偿方法研究

由于硅压阻式压力传感器的测量精度易受温漂和非线性等因素影响,而现有测量误差数字补偿方法实时性不高,因此提出了一种基于二元插值算法的异频分步在线补偿方法。首先采用三次样条插值算法对传感器输出电压和工作温度插值,抑制温漂;然后利用拉格朗日插值算法对压力和电压进行分段插值,减小非线性误差;同时降低温度的插值频率以减少每个压力插值周期内计算量,克服了传统的插值补偿方法将两个变量在一个插值周期内计算时间长的缺点。通过传感器标定和误差补偿实验验证了该方法的补偿精度在0～60℃的温度范围内满足±0.05%FS的误差要求,并且在设计的采集系统上实现1 kHz的数据输出速率。实验结果表明该方法可以有效地提高硅压阻式压力传感器的测量精度,且具有较高的实时性,能够实现误差在线补偿。在航空发动机试验的气体压力测量中具有一定的工程应用价值。     

用硅压阻式传感器的六孔测速探头及其应用

硅压阻式传感器是一种新型压力传感器,它具有体积小,频响高等优点。作者利用硅压阻式传感器制作了六孔测速探头,它可同时测量水流流场的总水压力、静水压力、流速和流向等。利用该探头对溢流坝模型水流进行实测表明,硅压阻式传感器六孔测速探头性能稳定,操作简便,是测量水流运动参量的一种新型仪器。     

MEMS技术的智能化硅压阻汽车压力传感器

文中介绍通过采用MEMS(micro electro mechanical systems)技术制造的硅压阻力敏元件结合智能集成化信号调理技术设计了适合批量制造的小型化坚固封装的通用汽车压力传感器.通过智能调理技术将传感器的零位和满度进行温度校准实现了宽温度工作范围内的高精度测量,并且适合于批量制造.     

固态压阻传感器

一、引言所谓固态压阻传感器,即传感器的核心部分—传感元件,是一种扩散硅应变元件。该应变元件是采用集成电路的扩散工艺,把硼杂质掺入硅片而形成压敏电桥制成的。测量原理是利用压阻效应, 敏感元件受压时,电阻发生变化,输出电信号。早在1932年美国布利戈曼和阿朗就对晶体压阻效应发生兴趣,同年阿朗发表了铋单     

硅压阻传感器实时自校准、自补偿技术的研究

介绍了硅压阻式传感器实时自校准/自补偿技术,即利用恒流源模拟外加负载感知传感器参数的变化作为校准的依据,采用学习的方法获得各温度点的补偿数据、增益数据和校准数据,在此基础上给出了软硬件设计思路。     

扩散硅固体压力传感器

扩散硅固体压力传感器是七十年代出现的新型仪表组件。本文介绍扩散硅压力传感器的特点及用途,传感器的设计理论和计算方法,压阻器件的设计原理,量程估计的简易公式,以及传感器的性能指标与应用结果等。该传感器经鉴定,精度达到千分之一。     

扩散硅压力传感器的温度特性及其补偿

本文分析了扩散硅压力传感器灵敏度温漂的各种曲线,同时给出了一种简单的温度补偿方法.这种方法虽然不能得到准确解,但是它的补偿结果非常好.采用这种方法补偿对所用的外围器件要求不需要非常严格,而且适用于窄、宽温范围.本文给出了补偿前后的对照表.     

压阻式振动传感器非线性研究及其改进措施

调试压阻式振动传感器时,在接近截止频率,振动量级接近产品量程上限时,传感器灵敏度急剧下降。针对这个现象,本文首先叙述了压阻式振动传感器原理和非线性的概念,然后从压阻式振动传感器组成的三个方面对传感器非线性问题进行了分析。一是敏感元件制造设备和制作工艺的限制;二是信号处理电路带来的偏差;三是电容带来的影响。采取改进措施后,做了大量的验证试验,得到了详实可靠的试验结果。通过本文所述的改进方法,可有效的改善压阻式振动传感器的非线性指标。     

压阻式冲击硅微机械加速度传感器的温度补偿

给出了一种压阻式冲击硅微机械加速度传感器的温度补偿与实现方法.该方法采用串并联电阻来补偿加速度传感器的零位温度漂移,采用在电源后串联二极管来补偿加速度传感器的灵敏度温度漂移.具体实现时,采用高低温试验机对加速度传感器的环境温度进行变化,通过检测系统测量出4个压敏电阻在高低温时的电阻值,运用软件计算出补偿电阻值、补偿电阻在桥路中的位置以及串联二极管的数量,并根据计算结果构建出了带温度补偿的传感器检测电路.测试结果表明,这一方法能有效补偿加速度传感器的温度漂移.     

微型压阻加速度传感器

西德 ENDEVCO 公司生产一种7265系列微型压阻加速度传感器,其特点是尺寸小、重量轻(只有6克重),具有较高的灵敏度与良好的低频特性。这一系列加速度传感器     

一种新型硅压阻式流速流向传感器的设计

本文设计了一种基于体微机械加工技术、SU-8-光刻胶工艺和压阻检测的新型硅压阻式流速流向传感器.该传感器由立柱和支撑梁构成,这种结构将流体的流速流向信息转化为立柱的倾斜和相应的梁的变形,通过4根正交梁端部的压阻应变计来测量梁的变形.通过测量压电电阻的阻值变化就可以得到流体的流速和流向.利用惠斯通电桥来获得正弦电压输出.理论分析了器件的结构变形和电压输出,并用有限元方法进行了验证.为该传感器设计了一套基于键合技术的体微机械加工工艺.     

EI型扩散硅力敏器件工艺技术研究

本文叙述的EI型扩散硅力敏器件为工业变送器配套使用的微差压传感器，其压力量程为0．6kPa，线性优于0．5％。该器件填补国内空白，器件性能指标达到国际80年代中期同类产品先进水平。