热激励硅基谐振型压力传感器技术研究

提出一种以电阻发热实现梁激励的单梁硅基谐振型压力传感器结构。利用硅/硅键合、减薄抛光和IC工艺技术,开展硅基谐振型压力传感器技术的研究,解决了三维体加工与IC工艺兼容的关键技术问题,成功地研制出热激励硅基谐振型压力传感器样品。该器件在常压下测试,其品质因子Q值达到1362.5,证实了该谐振型压力传感器结构是可行的。这为研制硅基谐振型压力传感器提供了一种新的方法。     

热激励硅基双梁谐振型压力传感器

针对热激励硅基谐振型压力传感器温度漂移严重的问题,提出了一种双梁硅基谐振型压力传感器结构,利用不测试压力的谐振梁感应温度对谐振梁的变化,并与测试压力的谐振梁相减,消除测试压力的谐振梁随温度变化的部分,补偿热激励硅基谐振型压力传感器的温度漂移.通过实验,研制出双梁结构的硅基谐振型压力传感器样品,初步测试结果显示,温度漂移的影响已降低到原来的1/30,大大提高了热激励硅基谐振型压力传感器的测试精度.     

电热激励微谐振器及谐振式传感器

硅微谐振式传感器具有灵敏度和分辨率高、准数字信号输出、抗干扰能力强的优点,在精确测量领域具有独特的优势。其中,电热激励/压敏电阻拾振的微谐振器与工业IC技术兼容,可将敏感元件与信号调理电路集成在一块芯片上构成功能强大的智能传感器。着重论述了电热激励/压敏电阻拾振的硅微谐振器的几种典型结构及其制造技术,并在此基础上阐述了以该谐振器为敏感元件开发的质量流量、气体、压力、温度和接近传感器等多种谐振式传感器。     

热激励硅谐振梁压力传感器开环测试系统设计

设计了一个开环测试系统,利用锁相放大器能够对微弱信号进行有效检测的特点,采用交流激励、二倍频拾振的方法,实现了对热激励硅谐振梁压力传感器谐振输出的微弱信号的检测。该测试系统能够快速测得传感器的幅频特性曲线;通过处理,得到传感器的压力-频率特性。整个测试过程由程序控制实现。     

硅微机械谐振压力传感器技术的发展

现阶段,硅微机械谐振压力传感器应该是稳定性最好及精确度最高的传感器,在航空航天及工业等领域内广泛应用。按照硅微机械谐振压力传感器目前研究成果,对硅微机械谐振压力传感器工作原理进行阐述,分析不同类别硅微机械谐振压力传感器芯体结构,对硅微机械谐振压力传感器未来发展方向进行分析,希望能够增加对硅微机械谐振压力传感器技术的了解。     

一种半岛型结构谐振梁压力传感器

提出了一种新型结构压力传感器，器件由上下两硅片键合而成，上硅片制作半岛型结构氮化硅谐振梁，下硅片制作矩形压力膜。应用有限元软件对器件结构及灵敏度进行了计算机模拟分析，器件利用MEMS技术研制并采用电热激励压阻拾振方式进行了测试。实验及理论模拟分析结果证实新型结构可以大大提高压力传感器灵敏度。     

电热激励硅谐振器件的研究

设计了悬臂梁结构电热激励、压阻拾取硅微机械谐振器件,分析了电热激励和压阻拾取的基本工作原理,设计了与Bipolar工艺兼容的器件制作工艺流程,并制作了器件样品.对真空中器件的幅频特性进行了实验研究,研究结果表明,在粗真空范围内,保持激励功率不变的情况下,微悬臂梁的振幅、谐振频率与真空度之间具有明显的依赖关系,可以用来设计、制作MEMS粗真空谐振式传感器.     

谐振梁压力传感器的气密封装技术

文章介绍了谐振粱压力传感器的气密封装技术，全面分析了影响气密封装的各种因素，提出了相应的解决方法。     

一种半岛型结构谐振梁压力传感器

提出了一种新型结构压力传感器,器件由上下两硅片键合而成,上硅片制作半岛型结构氮化硅谐振梁,下硅片制作矩形压力膜.应用有限元软件对器件结构及灵敏度进行了计算机模拟分析,器件利用MEMS技术研制并采用电热激励压阻拾振方式进行了测试.实验及理论模拟分析结果证实新型结构可以大大提高压力传感器灵敏度.     

一种半岛型结构谐振梁压力传感器

提出了一种新型结构压力传感器 ,器件由上下两硅片键合而成 ,上硅片制作半岛型结构氮化硅谐振梁 ,下硅片制作矩形压力膜。应用有限元软件对器件结构及灵敏度进行了计算机模拟分析 ,器件利用MEMS技术研制并采用电热激励压阻拾振方式进行了测试。实验及理论模拟分析结果证实新型结构可以大大提高压力传感器灵敏度     

Modelling and Experiment of a Silicon Resonant Pressure Sensor

Modelling of a silicon resonator as a pressure sensor is presented. The resonator is electrothermally excited and the resonance frequency shift is detected by a piezoresistive thin film detector. Computer simulation using the commercial MEMS software tool IntelliSuite is compared with analytical model. Various design aspects, such as the pressure sensitivity, electrothermal heating of vibrating beam, influence of detection current and damping effect are investigated. Silicon resonator sensors have been fabricated and measured. The characteristics predicted by computer simulation has been confirmed by experimental results.     

振梁式负压传感器

对负压力的测量可采用各种真空计或者负压传感器，但其输出量大多为非电量或模拟式电量，本文制作了一种电热激励的微悬臂梁谐振式负压传感器，它利用随微悬臂梁振动的气体分子等效于增加微梁惯性质量的原理测量气压或气体密度，利用Navier-Stokes方程和连续性方程计算作用在微悬臂梁上的惯性阻力，进而计算出谐振器谐振频率与气压的关系，分析表明，增大梁的宽度，减小梁的厚度和长度可提高传感器的灵敏度。     

热激励硅谐振梁压力传感器闭环数据采集系统

利用正反馈闭环谐振原理,采用偏置交流激振、一倍频拾振的方法,设计了闭环谐振电路和相应的数据采集电路,并对该电路进行了综合调试.实验结果表明,该系统实现了该传感器频率信号的自动跟踪和信号转换,以及快速、准确采集压力数据的功能,采集频率范围为30～10 0kHz ,频率采集精度为±1Hz,温度采集精度为0 0 3℃.     

压力开关传感器

为了满足我国相关行业配套组件的迫切需要,研制了一种新型压力开关传感器。该传感器采用一体化结构设计,将小型压力传感器与机械式压力开关安装在同一压力腔内,共用同一个压力接口和信号接插件,能够同时提供阶跃量信号和连续量电信号。该压力开关传感器整机结构紧凑、精度、过载倍数和可靠性高,触点动作误差和温度系数小,整体性能均高于单一功能类的产品。     

压力开关传感器

为了满足我国相关行业配套组件的迫切需要，研制了一种新型压力开关传感器。该传感器采用一体化结构设计，将小型压力传感器与机械式压力开关安装在同一压力腔内，共用同一个压力接口和信号接插件，能够同时提供阶跃量信号和连续量电信号。该压力开关传感器整机结构紧凑、精度、过载倍数和可靠性高，触点动作误差和温度系数小，整体性能均高于单一功能类的产品。     

压力传感器测试过程可靠性分析

根据压力传感器的实际测试过程中的各个环节已经或可能产生的影响,获取压力传感器真实性能输出数据的因素,采用可靠性的分析方法对其进行分析;提示了测试过程中影响传感器输出的规律,减小传感器因在测试过程中产生的误差;并为深入研究压力传感器提供一条新的思路,为研究新的压力传感器提供一定的理论依据。