微机械染膜结构1kPa量程压力传感器

采用微机械加工技术可以制作出管芯尺寸小而灵敏度很高的压力传感器。目前微压压力传感产品的量程已达５－１０ｋＰａ。本文介绍了采用微机械梁膜结构的压力传感器设计（ＰＴ－２４），结合适当的工艺可以制成量程为１ｋＰａ的器件。     

瑞士MICRONAS公司的压阻式压力传感器工艺简介

MICRONAS SENSOR为瑞士MICRONAS公司生产的压阻式压力传感器,量程从2kPa～200kPa。它采用silicon micromachine(硅微机械加工)工艺与集成电路生产工艺相结合,将一层长方形的薄膜作为机械弹性单元集成在硅片上,该膜片将压力转换成应力。为了能做出这层薄膜(见图),采用一种可控制的非匀质刻蚀工艺,在一块硅晶片上同     

矩形双岛硅膜结构扩散硅压力传感器

本文报道一种已获国家专利的新型扩散硅压力传感器结构。它由带有矩形双岛的方形硅膜和扩散硅力敏电阻全桥组成。用各向异性腐蚀工艺形成其微机械结构。力敏电阻位于小岛形成的沟槽内。由于外应力高度集中于这些沟槽内,故器件的压力灵敏度比C型硅杯结构提高五倍左右。采用该结构还可实现非线性内补偿。本文讨论了最佳补偿条件并由实验得到证实。已制成量程为100kPa,非线性、滞后、重复性均优于5×10~(-4)F·S,满程输出150mV/V和量程为6kPa,非线性、滞后、重复性均优于5×10~(-4)F·S,满程输出80mV/10V的PT14型扩散硅压力传感器。     

提高微压传感器灵敏度的深盆腔压力膜片研究(一)

表面微机械微小量程压力传感器采用多晶硅薄膜等有内应力的敏感膜片时，应力往往会使膜片的力学灵敏度大大下降，无法满足微量程测量的要求。波纹膜片可以消除或减小应力来提高灵敏度，但是其波纹结构本身又会造成力学灵敏度下降，从而部分抵消了应力消除的效果。提出一种新型深盆腔膜片结构，在消除应力的同时实现了比平膜片还高的力学灵敏度，可以提高微压传感器和微麦克风的灵敏度。采用解析和有限元 两种方法相结合的方法，对该种膜片进行了分析和研究。对比平膜和波纹膜结构，显示了深盆腔膜在力学灵敏度方面的显著提高。     

联动薄膜电容式压力传感器的特性分析与制备北大核心CSCD

工业领域中,目前研发的高精度MEMS压力传感器大多基于接触电容式结构,这种结构虽然一定程度上改善了普通电容式压力传感器的非线性问题,但其线性响应范围较小,限制了应用与开发,线性度也需要进一步提高。文中采用联动膜电容式压力敏感结构对其进行了研究与制作。基于有限元方法对压力敏感结构的响应特性进行了分析,仿真结果表明,该结构在增加线性响应范围和提高线性度方面表现出显著优势。试制了量程为100 kPa的样品芯片,测试结果表明,在25~100 kPa的压力范围内,样品芯片的灵敏度达到0.058 pF/kPa,其非线性度为4.83%FS。     

反射式光强调制型光纤压力传感器

本文介绍的是利用膜片在压力作用下的变形所调制的反射光功率信号、传输、耦合至光接收器,获得与压力有关的输出信号的光强调制原理的传感器。该传感器系统测量精度高,线性好,量程为0～10kPa,直线度0.5％,短期漂移优于1％。     

1kPa 微机械结构微压传感器的研究

本文报道一种量程为１ｋＰａ的扩散硅微机械结构微压传感器。实现了高灵敏度微压传感器的非线性内补偿和强过载保护以及高共振频率,分析研究了最佳条件。微压传感器的非线性为０．１％ＦＳ,其过载保护能力已超过５００倍满程压力,共振频率为９ｋＨｚ。     

基于SOI晶圆材料的硅微压传感器

为解决硅微压传感器制作过程中存在的问题,以SOI晶圆材料为基础,使用有限元方法优化设计岛-膜型1kPa压力敏感结构,采用MEMS工艺完成传感器芯片制作,并对封装后的传感器进行了测试。测试结果表明,传感器输出灵敏度大于60 mV/kPa,非线性小于0.1%FS,精度小于0.5%FS,器件具有较好的性能指标。     

一种高量程压力传感器的自动校准装置

多年来,对于高量程压力传感器的校准,人们大多采用活塞式压力计。使用这种方法需要人工搬运法码、人工读数、手工计算,不仅效率低下、劳动强度大,而且耗费人力物力。国内外市场有一些自动校准设备,但是由于其压力介质采用气体,只能解决小于20MPa的压力传感器的自动校准。所以,长期以来人们迫切需要一种用于高量程压力传感器自动校准的装置。     

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。     

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。     

一种双面变极距电容式海水压力传感器的研究

针对传统深度(压力)测量仪器无法满足海洋信息检测对于快速深度测量需求的问题,文中研究并设计了一种基于厚膜工艺制造的双面变极距电容式压力传感器敏感单元。为提高检测灵敏度和满足快速移动测量的需求,采用双面感压电极的芯片式结构设计;基于小挠度薄板设计理论,运用ANSYS对应力、位移进行仿真,对传感器设计的合理性进行理论论证;搭建电容式压力传感器的性能测试系统,分别从线性度、灵敏度、重复性等方面进行性能测试,传感器量程为0～2 MPa,非线性误差小于1%,灵敏度为0. 02 pF/kPa,重复性误差为0. 623%。结果表明该传感器是一种在较浅海域测量线性度好、灵敏度较高、可靠稳定的压力传感器。     

图尔克推出Ps300系列智能压力传感器

近日,德国图尔克新推出了一款多种压力单位可选的PS300系列压力传感器。该传感器具有坚固的外壳,IP68／IP69K的防护等级,压力测量范围-1～6×10^4kPa,完全适用于液压系统,尤其是恶劣环境的应用。介质压力直接由PS300升级的高固压力检测膜片感应,然后将信号直接传送至完全密封的信号处理单元,这种设计实现了高EMC等级以及全量程0．5％的测量精度。     

微机械电容式加速度传感器仿真分析

微机械加速度传感器的检测模态特征频率和有效量程是进行传感器设计时必须要考虑的2个重要参数。文中在对传感器检测模态频率进行有限元分析的基础上,利用电路仿真软件Multisim对传感器等效电路进行了谐振频率分析,并根据线性度指标求得了传感器的有效量程,为微机械加速度传感器的设计提供了参考。     

基于MSC的低量程SAW压力传感器研究

随着声表面波(SAW)传感器在低量程压力检测领域的应用,其测量精确度的要求随之提高.针对SAW传感器频率响应曲线旁瓣扰动过大和体声波(BAW)干扰的问题,研究设计了一种基于多条耦合器(MSC)的低量程SAW压力传感器.围绕SAW传感器设计原理,将输入输出叉指换能器(IDT)均采用余弦平方函数加权设计能有效减少频率响应的...     

微乳突提高低力学刺激下微结构柔性压力传感器的性能

提出一种新的快速制备双级微圆顶阵列柔性压力传感器的方案,并应用于检测微弱的生理信号。采用模压成型,快速制备表面分布有双级、单级微圆顶阵列和表面平整的热塑性聚氨酯柔性薄片;将喷金的微结构薄片和涂覆导电石墨的平整薄片作为传感基片,以面对面方式封装成柔性压阻式压力传感器。结果表明,与单级微结构传感器相比,微圆顶表面上分布有微乳突的双级微结构传感器(D-Sensor)在线性低压区(0～11kPa)具有较高的灵敏度(0.061kPa-1)和明显较高的线性度(线性相关判定系数达0.996)。这归因于在压力作用下双级微圆顶的形变遵循Archard理论,接触区面积随压力提高的增加量较大。D-Sensor的响应时间较短(100 ms),在1 000次循环压缩/释放测试(9 kPa压力)中能保持较稳定的压阻响应。D-Sensor可准确地检测脉搏、发音和呼吸等生理信号(对应低力学刺激)。研究表明,所提出的快速方法制备的双级微结构传感器具有优良的传感性能,可应用于健康检测领域。     

基于微半球结构液态金属弹性体的柔性电容式压力传感器北大核心CSCD

为了提高电容式传感器的灵敏度,设计了基于微半球结构液态金属弹性体柔性电容式压力传感器。该传感器以液态金属(LM)和弹性体(Ecoflex 00-30)作为介电层材料,采用模板法构建出微半球结构弹性体表面,选用柔性印刷电路板(FPCB)作为传感器上下电极。研究分析了微半球结构和液态金属填料体积分数对传感器灵敏度的影响。实验结果表明,掺杂40%体积分数LM的微半球结构传感器灵敏度高(0.721 kPa;)、检测极限低(<1.23 Pa)、响应时间短(<450 ms)、稳定性良好。该传感器可用于氢燃料电池气压泄漏检测。     

石墨烯-聚合物柔性电容传感器制备及性能研究

为了研究不同微结构对柔性电容式压力传感器性能的影响,采用成本较低的旋涂技术制备了无微结构、单层微结构和双层咬合微结构的柔性电容式压力传感器。通过对三种传感器进行测试试验,对比分析了具有不同微结构传感器的灵敏度,同时,对具有单层砂纸微结构传感器的响应特性、重复特性和迟滞特性进行了测试分析。试验结果表明,在20 kPa的载荷下,具有单层砂纸结构的柔性电容式压力传感器相较于其他两种传感器具有较高的灵敏度,在0～4 kPa的压力范围内灵敏度为0.451 kPa-1,4～6 kPa压力范围内灵敏度为0.14 kPa-1,6～25 kPa压力范围内灵敏度为0.03 kPa-1。制备的传感器具有较强的响应特性、良好的恢复性和稳定性,能够适应柔性可穿戴电子器件的应用需求。     

1kPa微机结构微压传感器的研究

本文报道一种量程为１ｋＰａ的扩散硅微机械结构微压传感器。     

微压传感器的研制

一、引言 目前国内半导体压阻式的微量程压力传感器生产尚未成型,处于研制阶段,主要存在下列问题:1.机械加工不能制造出膜片极薄的硅杯;2.在膜片极薄的情况下无法控制