TPMS硅基压阻式压力传感器的研制

:轮胎压力监测系统(TPMS)对压力传感器越来越大的市场需求使得这类传感器再次成为一个研究热点.商业领域对新一代压力传感器的要求是小尺寸、高性能、低价格,针对在30 μm厚度的硅杯方形薄膜上采用新型折线形状和位置的压敏电阻,设计并制作了一系列压阻式压力传感器.分析和讨论了膜的面积、电阻形状和位置等参数对压力传感器的灵敏度和线性度的影响.测试得到1000 kPa量程下边长为370μm的压力传感器灵敏度和线性度分别为15.5 mV/V·FS、0.012%/FS;边长为470μm的传感器的灵敏度和线性度分别为32.2 mV/V·FS、0.078%/FS,满足TPMS应用标准.这种器件体积小、成品率高,灵敏度和线性度均得到提高,也可用于医学、航空等其他领域.     

一种新型硅基厚膜压力/温度传感器的设计和制作

设计并制作了一种新型传感器,它包含压阻式压敏元件和热敏元件两部分.其中压敏元件采用比常规更厚的50μm硅杯薄膜(500μm× 500 μm),增大了体硅上高应力区的面积,在降低工艺要求的同时提高了线性测量范围和过载压力.压敏电阻设计为折线结构,采用优化的几何尺寸,并将其部分制作在高应力体硅上以获得更高灵敏度.体硅上的温敏电阻随压敏电阻利用同步注入工艺制作,减小了工艺复杂度.该器件工艺简单,成品率高,与标准IC工艺兼容.初步的测试结果表明器件具有良好的性能.     

YZ-1型硅压阻型集成压力传感器

YZ-1型硅压阻型集成压力传感器可用于近程或远程流体压力的测定、显示，进而达到自控的目的．该产品的测压量程为0～1MPa．适用温度范围为．10～50℃或-20～40℃，以（100）硅片为基础村料．背面经各向异性腐蚀后产生方形杯，杯底构成弹性膜。YZ-1型硅压阻型集成压力传感器采用方形膜及有限力学优化设计．力敏电阻布置合理．充分利用应力效应，     

压阻式压力传感器灵敏度特性分析

对圆形膜片，正方形膜片及矩坟力传感器的灵敏度进行了详细剖析，计算并列出大量数据，指出影响压力传感器灵敏度的因素及提高器件灵敏度的有效途径，给出部分实验数据与理论分析符合较好，本分析对开发设计新型高灵敏度的压力传感器有一定指导意义。     

半导体高温压力传感器的研究

介绍多晶硅压力传感器，由于采用二氧化硅介质膜作应变电阻之间的隔离，因而提高了传感器的工作温度。实验表明，该类传感器具有灵敏度高，精度高、温度特性好、工作温限高等特点。     

新型非硅薄膜网格压力传感器的研究

针对偏瘫病患者身体接触面间的压力分布检测,提出并研发了一种基于压阻效应的新型非硅薄膜网格压力传感器。它利用实心柱式压力传感器检测原理,通过丝网印刷工艺制作而成,具有准确、快速、高效、直观、超薄、耐用、可重复使用等特点;总测量厚度为0.32mm。制品测试分析表明该传感器能够快速直观地检测出接触面间的压力分布。同时,新型非硅薄膜网格压力传感器也为生物医疗、康复和汽车等领域提供了新的研究手段。     

压阻式传感器灵敏度特性分析

对圆形、正方形和矩形膜片力敏折灵敏器件的灵敏度进行了详细剖析,计算并列出大量数据,指出了影响压力传感器灵敏度的因素和提高灵敏度的有效途径,给出部分实验数据与理论分析符合较好,本分析对开发设计高灵敏度的力敏元件有重要指导意义。     

硅压力传感器的灵敏度和非线性分析

灵敏度和非线性是表征硅压阻式压力传感器性能的两个最重要参数,这是压力传感器的设计目标.最初出现的硅压阻式压力传感器都采用圆形均厚膜设计,但由于膜片本身     

碳化硅高温压力传感器设计及工艺研究

碳化硅因其优越的半导体性质和物理性质,在传感器领域具有广阔的应用前景。采用第三代半导体碳化硅材料制备的高温压力传感器可在高温的恶劣环境下表现出极佳的稳定性,实现对压力的准确测量,相关研究工作备受业界关注。针对当前碳化硅传感器研制尚处在初级阶段的现实,介绍几种不同类型的碳化硅压力传感器,并对传感器的设计与制作工艺进行比较分析。基于对碳化硅压力传感器国内外研究现状的简述,分析了当下主流的封装结构,兼对设计、制作所面临的问题进行深入探讨。     

基于xPC的TPMS数据采集系统的设计

数据采集与分析是科学实验的一种重要手段,MATLAB是一种面向科学和工程计算的流行软件,随着Simulink\RealTime Workshop\xPCTarget等工具箱的推出,MATLAB在实时信号的采集和控制方面有了新的应用。本文结合TPMS开发研究,介绍了利用xPC构建用于TPMS开发的汽车轮速信号的实时数据采集系统,为间接TPMS的开发研究提供了方便。     

TPMS倒F螺旋天线的设计与实现

在TPMS系统中,天线性能的好坏直接影响无线通信的效果.倒F螺旋天线具有全向性、增益高的特点.针对倒F螺旋全向天线进行研究与设计,用电磁仿真软件CST对天线模型进行了设计与仿真,并根据优化结果制作了实物模型.测试结果表明:谐振频率为433 MHz,回波损耗为-19.49 dB,测试结果与仿真结果吻合良好.     

应用于TPMS的PCB螺旋天线的设计与实现

针对TPMS中发射天线安装空间有限这一难点,提出了一种PCB螺旋天线.采用将螺旋天线加工于PCB上的结构,极大地减小了天线尺寸.设计出的天线具有良好的全向性,加入匹配网络后,在工作频率433.92 MHz处的回波损耗值约为-40dB,满足TPMS发射天线的性能要求.根据优化结果制作了该天线,测试结果与仿真结果基本吻合,实物尺寸为20 mm×16.7 mm×10 mm,实现了小型化.     

基于PIC单片机的通用胎压监测系统的设计

介绍了基于PIC单片机的轮胎压力通用监测系统的硬件组成及软件设计方法,阐述了基于英飞凌SP12传感器和带ASK/FSK调制发射芯片的rfPIC12F675F微控制器的轮胎监测模块设计方案和基于PIC16F877A单片机的中央主机接收模块的设计方案,并给出了模块硬件电路以及相关程序框图、通信协议和算法等;该系统可随时测定每个轮胎内部的实际温度、瞬压、加速度和传感器电压,确定故障轮胎并实时发出警告,有效避免事故的发生;该方案的提出对国内TPMS产品的普及和功能优化有着重要意义.     

直接式TPMS轮胎压力监测系统设计

着重介绍实现轮胎压力监测系统(TPMS)的电路设计和相关技术问题。TPMS系统由压力传感器模块和中央接收机组成。压力传感器SP12、微控制器和433MHz收发一体射频IC(nRF401)组成的压力传感器模块,完成轮胎压力的采集和发射任务。接收机接收压力信息,并进行处理。     

MEMS单晶硅加热雾化芯片设计与制作

为实现高粘度液体的雾化,提出一种微机电系统(MEMS)单晶硅快速加热雾化芯片。对单晶硅加热芯片结构进行了设计,芯片为10 mm×10 mm的方形,布置了168个边长为500μm的方形雾化孔。通过ANSYS有限元软件进行了电—热耦合仿真,以评估其温度分布均匀性。衬底采用5×10~(-3)Ω·cm的4 in(l in=2.54 cm)N型(100)硅片,基于各向异性湿法腐蚀工艺完成了微孔阵列和芯片的制造。测试结果表明:室温下芯片电阻约为0.6Ω,且电阻值与温度呈正相关;芯片温度分布均匀,最低温与最高温相差约12.7%;施加3.7 V电压时,芯片在4 s内可升温至300℃,能够实现对甘油的快速雾化。该芯片结构和制作工艺简单,易于实现批量制造。     

基于SP12的TPMS系统及两种节能工作模式

本文介绍了以Infineon公司的压力、温度传感器SP12，发射芯片TDA5100f，Microchip公司集成MCU及LF（Low Frequency）功能的处理器PIC16F639为基础的胎压监测系统构成。并介绍了系统结构及工作原理。并介绍了两种节能工作模式：加速度唤醒和低频唤醒功能。以及相关的电路组成及原理。     

An integrated silicon sensor with microfluidic chip for monitoring potassium and pH

We present ion-sensitive field effect transistor-based sensors, integrated with a microfluidic chip, for monitoring pH and potassium cations. The sensor is strategically located at the base of a well so that the response time of the device depends both on the mean flow through the device and the diffusion coefficient of the analyte being monitored. This would enable monitoring of ions in the presence of larger molecules. The dependence of the device response time on diffusive transport of analytes was examined through a numerical study of the flow field and the passive diffusion of a chemical species. The predicted device response time was compared with the experimental measurements and reasonable agreement found. The general dependence of device response time on geometry, flow rate, and analyte diffusion coefficient was derived. These devices can be used with biological fluids where monitoring of pH and cations provide vital information about the well-being of patients.     

基于硅压阻式压力传感器的TPMS无线传感器节点设计

针对量程在800kPa以上进口TPMS传感器芯片价格非常昂贵和目前大客/货车安装胎压监测的必要性之间的矛盾,本文使用TI公司生产的处理器MSP430F2112,提出了一种高性价比的TPMS无线传感器节点设计方案,包括总体方案、压力传感器非线性补偿算法、详细的硬件设计、软件控制策略.最后通过实验室测试表明:该设计的硬件电...