热式MEMS流量传感器的设计及测试

根据已有的热式MEMS气体微流量传感器芯片的各部分热敏电阻热串扰现象严重,造成很大的测量误差,改进设计了一种MEMS热式流量传感器,将加热电阻和上下游测温电阻采用悬臂梁隔离结构,并相互隔离,有效的避免了热膜流量传感器各部分热敏电阻间相互热串扰现象。基于改进的MEMS热式流量传感器,设计了流量传感器的测试系统,包括恒温差电路、桥式测量电路及放大、滤波电路,所采集的流量信号经过滤波放大后输入AD模块进行模数转换,最后经过单片机处理,利用单片机与计算机串口通信功能,在不同流速下打印出不同的电压值;通过Matlab对所测出的数据进行拟合,完成对传感器性能的检测。测量结果表明:在一定的流量范围内,该流量传感器具有测量精度高、响应速率快、输出信号平滑等特点,能够广泛应用于工业、医疗领域的流量测量。     

平面电容传感器液位检测系统设计

为了对高度小于100mm的液位进行非接触式测量,采用液位变化改变平面电容边缘电场参量的方法,对平面电容传感器的工作原理进行了理论分析,研究了平面电容传感器的结构参量对其灵敏度、穿透深度的影响,并对传感器结构参量进行了优化, 基于平面电容传感器, 设计了非接触式低液位检测系统,通过对纯净水、洗洁精溶液和墨汁的实验验证,取得了0mm~100mm范围的液位测量数据。结果表明,该检测系统工作稳定,具有线性输出,重复性误差约为±0.28%,数据修正前的测量误差小于7.8%。这一结果对非接触式较低液位的检测是有帮助的。     

热隔离式MEMS气体质量流量传感器设计

研制了一种热隔离式微机电系统（ MEMS）气体质量流量传感器。加热电阻器和上下游测温电阻器采用热隔离悬梁式结构,间隔240μm。对恒温差电路的设计要点进行了分析并制作了系统电路。测试拟合了传感器输出电压随气体流量的关系曲线,并对传感器进行了标定。测试结果表明：在0～20 L/min的流量范围内,传感器响应速度快,灵敏度高,输出信号平滑,适合于工业及医疗等领域。