多晶硅纳米薄膜压阻式压力传感器

多晶硅纳米薄膜具有优越的应变灵敏特性和稳定的温度特性.为了使这种良好的压阻特性得到实际应用,文中给出了多晶硅纳米薄膜压阻式压力传感器的设计方法.根据多晶硅纳米薄膜压阻特性和硅杯腐蚀技术条件确定弹性膜片结构,并采用有限元分析方法对弹性膜片尺寸以及应变电阻分布进行了优化.依据优化设计结果试制了压力传感器芯片.实验表明该传感器工艺简单、高温特性好、灵敏度高.     

SOI高温压力传感器研究进展及应用

常规扩散硅压阻式压力传感器依靠PN结实现敏感电阻间的电学隔离,基于单晶硅良好的弹性形变性能和显著的压阻效应进行压力测试,以其特有的体积小、灵敏度高、工艺成熟等优点,成为应用最广泛的压力传感器。不过,当工作温度超过125℃时,电阻与衬底间的PN结漏电加剧,使传感器特性严重恶化以至失效,不能准确测量压力。因此,把能在高于125℃条件下工作的硅压阻式压力传感器,称为扩散硅高温压力传感器。     

扩散硅压力传感器误差补偿方法的研究（一）

本文着重讨论了硅压阻式压力传感器在智能差压变送器中温度误差、静压误差的“软补偿”理论和实现方法,提出了表征传感器特性的“群特性”概念。介绍了利用常规仪器进行传感器特性鉴定测量的方法,简要介绍了智能差压变送器的硬件结构和软件系统。     

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。     

压阻式压力传感器中的信号调整

文中介绍了Maxim公司的信号调整集成电路芯片MAX1450的引脚含义,功能特点及工作原理.设计和制作了外围补偿电路,对已有的微型压阻式压力传感器进行测试,分析它的信号特性与温度特性,采用了MAX1450信号调理器将微型压阻式传感器的进行校准和温度补偿.对微型压阻式压力传感器的失调、满量程输出、失调温度系数、满量程输出温度系数进行校准和补偿,使信号输出精度提高到1%,满足了实际应用的要求.     

MPX系列硅压力传感器讲座（一）MPX系列X型横向压阻式硅压力传感器

本文介绍美国摩托罗拉公司生产的MPX系列X型横向压阻式硅压力传感器的基本结构、主要特性及应用方法。     

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。     

基于数据融合的压力传感器温度误差补偿方法

分析压阻式压力传感器的工作原理,针对压阻式压力传感器输出电压受温度影响较大的特点,讨论了一种基于数据融合的温度误差补偿方法.实验表明,采用该方法后,压阻式压力传感器输出电压受温度影响大大减小,系统性能更加稳定,工作更加可靠.     

基于小波神经网络的压力传感器温度误差补偿方法

分析压阻式压力传感器的工作原理，针对压阻式压力传感器输出电压受温度影响较大的特点，讨论了一种基于小波神经网络的温度误差补偿方法。实验表明，采用该方法后，压阻式压力传感器输出电压受温度影响大大减小，系统性能更加稳定，工作更加可靠。     

注氧隔离技术SOI晶圆材料高温压阻效应

针对注氧隔离技术制备的SOI晶圆顶层硅材料的高温压阻效应,设计并制作研究压阻效应的实验装置与测试样品,在高温条件下,利用悬臂梁结构研究SOI晶圆顶层硅的压阻效应.研究结果表明:在一定的掺杂浓度条件下,硅[110]晶向上的纵向压阻系数随温度的升高而减小,横向压阻系数随温度的升高变化不大.在300℃条件下,硅[110]晶向具有较大的纵向压阻系数和横向阻系数,且性能稳定,适于高温压阻式压力传感器的制作.     

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。     

扩散硅压力传感器灵敏度温度归一化补偿算法

文章主要介绍了公司在对于扩散硅压阻式压力传感器灵敏度温度补偿的工作中,经过长期探索、实验,发现了传感器补偿算法。在原先对压力传感器进行灵敏度温度误差补偿纠正的算法中,又加入了调节传感器满量程大小方法,并形成了成熟的归一化的数学模型。     

基于三次样条曲线插值的压力传感器温度补偿研究

压阻式压力传感器受半导体温度特性的影响,易产生热零点漂移和热灵敏度漂移,这是影响传感器性能的主要因素。现介绍了采用三次样条曲线插值方法对压阻式压力传感器热零点漂移和热灵敏度漂移进行补偿修正的方法,通过试验验证了三次样条曲线插值补偿方法对压力传感器热零点漂移和热灵敏度漂移的补偿效果。该方法对于解决高精度压力传感器的温度补偿问题具有较高的推广应用价值。     

压阻式加速度传感器的补偿技术的研究

对扩散硅压阻式加速度传感器的零点误差,温度漂移和动态特性等进行了分析研究,给出了它们的补偿原理及其实现方法。     

基于硅硅键合技术的高精度压力传感器的研究

硅压阻压力传感器核心部件一般是由单晶硅和玻璃组成的微结构,由于单晶硅和玻璃的材料特性存在差异,在制造过程中会引入封装应力对传感器的性能产生不利影响。采用硅硅键合技术制造压力传感器核心部件的微结构,以同质材料替代异质材料实现器件的封装,可有效减少封装应力,提升压力传感器的性能。文中通过结合硅压阻压力敏感芯片的制造工艺和硅硅键合工艺,实现了敏感芯片与硅衬底间的硅硅键合,键合强度达到体硅强度。研制的差压型压力敏感芯片装配成传感器的零点温度漂移下降60%,静压误差下降约1个数量级。     

耐高温压阻式压力传感器研究与进展

传统的硅扩散压阻式压力传感器用重掺杂4个P型硅应变电阻构成惠斯顿电桥的力敏检测模式，采用PN结隔离，高温压阻式压力传感器取消了PlN结隔离，与半导体集成电路平面工艺兼容，符合传感器的发展方向。根据力敏材料的分类，分别介绍了多晶硅中高温压力传感器、SiC高温压力传感器和单晶硅SOI（silicon on insulator）高温压力传感器的基本工作原理和国内外的发展现状，重点论述了BESOI（bonding and etch-backSOI）、SMARTCUT和SIMOX（separation by implanted oxygen）技术的SOI晶片加工工艺。以及由此晶片微机械加工成的芯片封装的高温微型压力传感器部分特性，对此领域的发展作了展望。     

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.     

德尔森——高端智能传感器的中国智造——访德尔森控股有限公司总经理 牟恒

正关于MEMS传感器MEMS(微电子机械加工系统)技术的日趋成熟将为传感器行业带来一场新的革命,对于压力、差压、液位与流量传感器/变送器而言,其封装的传感器芯片将决定最终产品的性能与等级。以目前国际市场上广泛采用的硅芯片技术而言,硅压阻技术加工工艺成熟,但其信噪比特性与温度特性有待提高;硅谐振技术加工工艺复杂,过压特性不好;德尔森MD系列芯片采用创新的单晶硅双梁悬浮式技术,结合了硅压阻与硅谐振技术双方特点,并于设计与工艺上做出了创新的优化实现高精度、高稳定、低温度影响、超高过压等优异性能,完全适用于工业过程控制、自动化制造、航天航空、汽车与船舶、医疗卫生等多个领域。     

基于FOA优化SOM-RBF的压力传感器温度补偿研究

硅压阻式差压传感器受硅片和封装介质温度特性的影响,温变时,传感器输出呈现明显的非线性。文中提出一种全新温度补偿方法,采用基本RBF网络确定网络隐含层节点数,建立自适应SOM网络得到RBF网络中心值,采用FOA对RBF网络扩展参数进行寻优得到最终优化RBF网络,最后将测试数据输入网络得到补偿输出。结果表明:补偿精度随着RBF网络的优化逐步提升,补偿后平均最大相对误差精度为9.642 7×10-4,相对均方误差精度为2.476 2×10-7。模型输出结果验证了算法用于硅压力传感器温度补偿的有效性,抑制了温度对传感器输出的影响。     

基于HART协议的智能压力变送器的设计与实现

在传统压力变送器的基础上,研制了一种基于HART协议的两线制智能压力变送器。该压力变送器以低功耗16位嵌入式微处理器MSP430F435为核心,使用硅压阻式压力传感器。传感器输出微小电压信号经放大调理后送入微处理器内部12位A/D的测量,HART协议通信模块由A5191HRT型HART调制解调器与AD421电流环数模转换器构成。整个设计选用低功耗外围扩展器件,最大限度地降低整机功耗。