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。     

LTCC高温压力传感器的设计制作和测试

提出了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)的无线电容式压力传感器,并具体讨论了传感器的设计、制作以及测试。与传统的LTCC工艺所不同的是,引入了碳膜作为牺牲层来填充传感器结构的内置式空腔,可以有效地防止空腔在层压和烧结时的变形。测试中传感器表现出了良好的灵敏度,高于之前国际上的研究水平。同时给出了现有结构优化改进的方向。     

高性能LTCC高温压力传感器的制备

研究了通过烧结曲线优化来实现无排气孔结构的高性能低温共烧陶瓷（ LTCC）无源高温压力传感器的制备。通过对比实验,成功摸索出了无排气孔结构的传感器烧结温度曲线。相比于传统LTCC压力传感器,该无排气孔结构的传感器由于无需玻璃浆料封口,避免了由于两种材料高温下热膨胀系数不匹配导致的传感器密封失效问题,确保了传感器在高温下工作的可靠性。测试结果表明：在2.0 bar,400℃以内,所制备的LTCC高温压力传感器具有极好的灵敏度和线性度,最大平均灵敏度为1.96 MHz/bar,最大非线性误差为4.52%,优于之前国内外研究水平。     

LTCC高温压力传感器温漂特性研究

研究了利用杜邦951 LTCC材料制备的无线无源压力传感器的温漂特性。通过搭建高温测试系统,对传感器0~600℃内的高温特性进行了测试,结果表明传感器存在较大温度漂移。通过制作无腔传感器和LTCC基片上螺旋电感进行高温特性测试,通过对比分析,确定了造成传感器温漂的主要原因是LTCC材料相对介电常数的变化。结合测试数据和公式推导,得出了600℃时杜邦951 LTCC材料的相对介电常数由常温7.8增大到9.04。     

基于低温共烧陶瓷的微机械差分电容式加速度计的研究

低温共烧陶瓷（LTCC）技术是实现电子设备小型化、高密度集成化的主流封装/组装集成技术,可适用于耐高温、耐受恶劣环境下的特性要求。报道了以LTCC为结构材料设计、制作的一种MEMS差分电容式加速度计。该器件的敏感质量、4根悬臂梁结构都内嵌于LTCC多层基板,质量块和上下盖板之间通过印刷电极组成差分电容对;高精度电容检测芯片表贴于LTCC基板表面,将差分电容信号转化为电压信号。论文讨论了微机械LTCC加速度计的设计与制备、检测电路和性能测试。LTCC的高密度多层布线减小了互连线的长度和相关耦合寄生电容;基于集成芯片的检测电路解决了分立式检测电路的引起噪声大、电路复杂等问题。测试结果表明：该加速度计结构灵敏度较高,小载荷情况下表现出良好的线性关系,灵敏度约为30.3 mV/gn。     

中国微米纳米-基于低温共烧陶瓷的微机械差分电容式加速度计的研究

低温共烧陶瓷（LTCC）技术是实现电子设备小型化、高密度集成化的主流封装/组装集成技术,可适用于耐高温、耐受恶劣环境下的特性要求。本文报道了以LTCC为结构材料设计、制作的一种MEMS差分电容式加速度计。该器件的敏感质量、四根悬臂梁结构都内嵌于LTCC多层基板,质量块和上下盖板之间通过印刷电极组成差分电容对;高精度电容检测芯片表贴于LTCC基板表面,将差分电容信号转化为电压信号。论文讨论了微机械LTCC加速度计的设计与制备、检测电路和性能测试。LTCC的高密度多层布线减小了互连线的长度和相关耦合寄生电容;基于集成芯片的检测电路解决了分立式检测电路的引起噪声大、电路复杂等问题。测试结果表明：该加速度计结构灵敏度较高,小载荷情况下表现出良好的线性关系,灵敏度约为30.3mV/g。     

基于氧化铝陶瓷的电容式高温压力传感器

氧化铝陶瓷因其稳定的机械性能和高温鲁棒性得到了广泛的应用。文章以LC谐振电路为技术背景,提出了一种基于氧化铝陶瓷的电容式高温压力传感器,并通过厚膜集成工艺技术将一个定值电感与一个可变电容集成在氧化铝陶瓷基板上实现了传感器的制备。对传感器进行高温环境下的压力测试,实验结果表明:传感器能够完成600℃高温环境下1到5 bar范围内压力的原位测试,且在600℃高温环境下传感器的重复性误差,迟滞性误差和零点漂移分别为8.3%,5.05%和3.7%。     

一种LC谐振无线无源温度传感器的研究

无线无源传感器在工业领域具有重要的应用。本文设计了一种基于高介电常数陶瓷基板的无线无源LC谐振温度传感器,采用电感耦合的方式无线测试了传感器在不同温度下的特性。测试结果表明所制作的无线无源温度传感器谐振频率为1.2MHz,随着温度的升高其谐振频率线性降低,灵敏度为2.3kHz/℃。本文制作的器件实现了非接触式的温度测量,可以在比较恶劣的环境下使用。     

基于低温共烧陶瓷的无线无源传感器设计

设计一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)的无线无源压力传感器。电感器和电容器并联组成的LC谐振回路构成传感器的工作电路,采用厚膜工艺完成了平面螺旋电感器和平行板电容器的制备。传感器利用LC谐振回路的谐振频率对不同压力的响应来表征传感器的应变特性,采用2个电感耦合的方式来实现无线检测。测试结果显示:传感器的谐振频率随外加压力的增大而减小,其谐振频率变化对压力的响应灵敏度约为331.70 kHz/bar。     

基于LTCC技术的电容式无源压力传感器制备

因陶瓷有稳定的电特性、机械鲁棒性和化学惰性而得到广泛的应用.为了实现高温、高压、潮湿等恶劣环境中的压力测试,以一种陶瓷和耐高温导电浆料为基质,采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺技术和非接触无线传输设计方法实现传感器的制备.传感器以LC谐振电路为基本工作原理,通过丝网印刷技术来实现电感、电容、导带等无源器件的安置,并且在空腔中填入碳膜(印刷碳浆料)有效地防止了层压中空腔的坍塌,所制传感器避免了器件的封装,引线外连,为传感器工作于高温、高压、潮湿等恶劣环境中奠定基础.     

基于LTCC的无线无源双参数传感器

设计了一个基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的无线无源双参数传感器,传感器基于LC(inductor-Capacitor)谐振原理,询问天线通过无线遥测的方式获取传感器的压力和温度信号.在传感器基板上集成了两个LC谐振回路,谐振回路中两个电容分别对压力和温度参数敏感,同时两电感采用特殊结构来减少双参数在测试时的互感串扰.搭建了温度-压力复合测试平台,对传感器进行了相关测试.传感器最高测试温度为300 ℃,温度灵敏度为-14.27 kHz/℃,压力灵敏-13.75 kHz/kPa,实验结果表明,这种设计能明显减少两参数之间的互感影响.     

微型双模式耐蚀压力传感器设计及特性分析

本文提出一种微型双模式耐蚀压力传感器设计并分析其测试特性,能够实现静态力和瞬时力的同步测量。该传感器由基于低温共烧陶瓷的压阻测量单元和基于硅橡胶的电容测量单元构成。并由压阻测量单元实现静态力的测量,电容测量单元实现瞬时力的测量。文中分别计算了压阻测量单元和电容测量单元的数学分析模型,并通过有限元仿真研究传感器的静态特性和模态响应,考量传感器结构参数对其测量性能的影响。     

基于非共烧技术的高温压力传感器设计

设计一种基于氧化锆( ZrO2 )的高温非共烧陶瓷压力传感器.在已有的低温共烧陶瓷( LTCC)工艺的基础上,经过改进采用了高温非共烧技术进行陶瓷传感器的制作.先进行传感器基底的制作,再制作传感器的金属电路部分.这样解决了高温共烧技术中各材料高温烧结热膨胀系数不匹配的问题.传感器信号读取采用两个电感耦合的方式,实现了非接触压力测量.制作的传感器高温环境下力学特性稳定.测试结果显示:传感器的谐振频率随外加压力的增加而减小,其谐振频率变化对压力的响应灵敏度约为491. 10 kHz/bar.     

基于光纤法布里-珀罗干涉仪的温度传感器

提出了一种基于光纤法布里-珀罗(F-P)干涉仪的温度传感器,传感器的敏感部分是一段两端研磨为平面的单模光纤,它的一端与一根单模传光光纤相接以形成一个反射面,另一端与空气接触形成另一个反射面,这两个反射面与敏感部分光纤形成本征光纤F-P干涉仪(IFPI).分析了该光纤温度传感器的温度响应特性,制作了传感器原理样机,搭建了测试平台,并对原理样机进行了测试.在25 ～30℃的范围内对传感器进行了标定,测得温度响应灵敏度为21.504·2πrad/℃,温度分辨率为0.046℃.实验结果表明:该传感器对温度有较好的线性响应和较高的灵敏度,且制作工艺简单,成本低,具有良好的应用前景.     

硅--蓝宝石绝压传感器陶瓷密封结构设计与分析

介绍了硅—蓝宝石绝压传感器中氧化铝陶瓷—钛合金的真空密封参考腔小型化结构设计,探讨了异质材料不匹配引起的陶瓷断裂问题,对陶瓷—钛合金封装结构的应力情况进行了计算和分析,通过中间缓冲层设计、减小陶瓷承受的结构残余应力,消除了由陶瓷断裂导致的密封失效;选择热胀系数相近的可伐中间层材料,对比不同厚度缓冲层产生的残余应力,优化中间层结构,采用LTCC加工技术与真空钎焊工艺结合制作了陶瓷—可伐—钛合金密封组件,并通过了高、低温度试验考核:组件密封漏率小于1×10-10 Pa·m3/s,密封可靠,满足绝压传感器使用寿命的要求.     

Ultra-low pressure sensor for neonatal resuscitator

A Venturi-type flow sensor has been designed and fabricated for neonatal respiratory assistance to control airway pressure and tidal volume. As the low flow range and sensing principle require the measurement of correspondingly very low pressures, a very responsive sensor, based on a polymer membrane acting onto a piezoresistive cantilever force sensor based on low-temperature co-fired ceramic (LTCC), was developed. This paper details the 3D modelling, manufacture, assembly and characterisation of the sensor. Compared to expensive and fragile MEMS-based devices, this sensor, based on LTCC, thick-film technology and polymer parts, provides an accurate and robust, yet low-cost alternative.     

倾角传感器的温度补偿研究

半导体元件参数随温度变化而产生的温度漂移,将导致倾角传感器本身存在测量偏差,影响倾角测量的准确度.介绍了一种温度补偿方法,对基于加速度原理的差分电容式倾角传感器进行了温度补偿.经过试验验证结果表明：这种方法能够实现倾角传感器的温度补偿,在-55～ 85℃温度范围内可将倾角传感器的温漂降低1个数量级,有效地减少了环境温度对倾角传感器性能的影响.     

基于介电常数温变特性的食用油品质机理研究

食用油在高温煎炸过程中会生成有害物质,对身体健康及食品安全产生影响.根据食用油温度变化对其介电常数的影响,设计基于介电常数温变特性的食用油品质分析系统.在电容传感器探头设计中,采用等位环和驱动电缆技术来避免边缘电场的影响和寄生电容的产生.文中对3种食用油在32 ℃~150 ℃下进行加热检测,并对测量数据进行拟合分析,结果表明:3种被测食用油在不同温度下呈现不同介电特性,可用于分析和评价食用油的质量.