热激励硅谐振式压力传感器温度场的有限元计算

针对一种典型的采用电阻热激励、压敏电阻拾振的压力微传感器的实际结构,利用有限元法系统地对其温度场进行了模拟计算.分析并得出了激励电阻在梁谐振子上位置、长度、宽度变化时;梁谐振子长度、宽度、厚度变化时;以及激、拾振电阻共同作用时,梁谐振子温度场的分布规律.     

硅谐振梁式压力传感器模拟计算

本文给出一种硅谐振梁式压力传感器的敏感结构：以２×２ｍｍ２的方形硅膜片直接敏感被测压力,膜片的上表面架设有６００×５０×５μｍ３两端固支的硅谐振梁,间接感受压力作用,谐振梁封装在真空腔内。利用谐振梁的固有频率与被测压力的关系进行测量。针对这种谐振敏感结构的特征,建立其数学模型,通过模拟计算,得到若干规律性的结果,给出一组合理的设计参数。     

在膜片上集成谐振应变仪三维微加工成硅压力传感器

引言谐振传感器利用了物理因素能够改变谐振频率的现象。谐振传感器与其它传感器相比具有优良的特性。例如高的重复性、分辨率和灵敏度。此外,谐振传感器因为它们输出频率而适于把信号传送到计算机。     

谐振式压力传感器的新进展

本文介绍了近几年谐振式压力传感器的新成果和发展趋势。     

微机械氮化硅梁谐振式压力传感器

报导一种新型的电热激励、压阻拾振的氮化硅梁谐振式压力传感器。器件采用微电子机械加工技术和键合技术研制。谐振频率85kHz,空气中品质因素Q值接近1000,在真空中达到40000。采用闭环自激振荡方式测定压力传感器的压力特性,压力测试范围0－400kPa,灵敏度23．8Hz/kPa。     

硅微机械谐振压力传感器技术发展

硅微机械谐振压力传感器是目前精度最高、长期稳定性最好的压力传感器之一,是航空航天、工业过程控制和其他精密测量领域压力测试的最佳选择。系统阐述30年来国内外硅微机械谐振压力传感器技术的研究成果,简单介绍硅微机械谐振压力传感器的分类及工作原理,针对压力敏感膜片与谐振器复合结构和振动膜结构两种主要的芯体结构形式,详细论述硅微机械谐振压力传感器的研究历史、主要研究机构、国内外发展现状以及最新的研究成果,重点根据不同激励与检测方式对各种硅微机械谐振压力传感器的芯体结构进行深入分析比较。在此基础上,总结归纳不同芯体结构及其激励与检测方式的特点,并对硅微机械谐振压力传感器的未来发展趋势进行展望。     

半导体硅压力传感器

一、前言自1954年Smith等人研究了半导体Ge和Si的压阻效应以来,压阻效应就在压敏元件中得到了实际应用。由于半导体压力传感器灵敏度高、体积小,特别是80年代后硅集成电路工艺技术的发展,使以硅为衬底材料的硅扩散型压力传感器得到了惊人的发展。硅压力传感器是用途最广的传感器之一。目前大多都是采用半导体扩散技术制造应变计(应变电阻),称为扩散型硅压力传感器。由硅单晶衬底制成的膜片作为感压膜,它与应变电阻为一体结构,因此蠕变和滞后现象都很小,精度高。硅压力传感器可以与硅集或电路制造在同一衬底上组成集成型硅     

硅微谐振压力传感器自动增益控制与相位补偿研究

硅微谐振压力传感器检测信号的幅值稳定性与频率跟踪性对其性能至关重要,但目前幅值控制与频率跟踪方法的非线性特征会造成谐振器振动频率的非线性变化,限制了传感器综合精度的进一步提升。为降低谐振器振动频率非线性变化的影响,基于自动增益控制(Automatic gain control,AGC)的线性化分析理论,建立高Q值硅微谐振压力传感器自动增益控制和相位补偿模型,分析AGC幅值控制和频率跟踪线性化的控制特性,以及相位补偿对闭环控制性能的影响。基于自动增益控制(AGC)的自激驱动被证实可使谐振器稳定工作于谐振频率,且保持幅值稳定,通过Simulink/PSpice建模仿真,验证非线性系统线性化分析的准确性。同时基于自动增益控制与相位补偿模型设计与制作的硅谐振压力传感器控制电路,经测试可使整表频率稳定性优于±0.05 Hz@采样周期5 ms,综合精度优于±0.02%FS,实现自动增益控制在谐振压力传感器的工程化应用,解决了谐振器频率跟踪非线性引起的传感器性能下降问题,可广泛应用于高Q值谐振器闭环控制。     

谐振式硅微结构压力传感器非线性振动特性研究

本文研究了谐振式硅微结构压力传感器在单频激励和双频激励情况下的非线性振动特性。利用多尺度法研究运动方程中三次非线性项对传感器频率特性的影响规律，提出了改善谐振式硅微结构传感器特性的方法以及在实现闭环自激系统时应采取的措施。     

新型声表面波谐振式压力传感器的研制

本文介绍了一种新型的声表面波谐振式压力传感器,压力敏感元件为声表面波谐振器,并组成差电路形成式进行温度补偿。敏感膜片采用全石英一体化封装技术,消除了传统粘贴式封装结构所带来的迟滞、重复性等误差,极大的提高了压力测量的精度。由于声表面波器件采用半导体工艺制作,易于批是生产,降低了成本,具有极大的实际应用价值和意义。文中介绍了该传感器的工作原理,并给出了具体的性能指标。     

高精度硅电容压力传感器的研究

本文介绍了一种采用微机械技术形成的电容压力传感器。在设计上采用完全对称的三层结构，从而较好地消除由温度特性不匹配造成的漂移。利用Ｄｉｏｄｅ－ｑｕａｄ接口电路的输出增益反馈方式基本消除了器材固有的非线性，使传感器的精度大大提高。     

CAD技术在压力传感器设计中的应用

文中介绍了ＣＡＤ技术在压力传感器设计中的具体应用。针对压力传感器的各个设计环节,提出了具体的实现方法。所组成的设计系统利用国内外先进的ＣＡＤ技术,综合考虑工作站的高性能和微机的易用性,使得组成的设计系统极为灵活,使用方便,适用范围广。     

扩散硅压力传感器结构设计及封装工艺研究

本文比较详细地探讨了现今应用很广的几种扩散硅压力传感器的结构及封装工艺,提出了全固态隔离膜片结构的基本封装形式,并对传感器结构设计和封装时必须注意的问题和基本参数进行了探讨。     

E型扩散硅力敏器件的研制

本文阐述了Ｅ型膜片的结构特性，根据其应力分布特点及硅材料在（１１０）晶面的＜１１１＞晶向上具有最大压阻系数，开展了力敏芯片的最佳设计，并进行了Ｅ型力敏器件的制作。最后给出了器件的主要技术指标。     

扩散硅压力传感器自动测试补偿系统设计

采用“一桥两测”技术，以微机为核心设计了扩散硅压力传感器的自动测试补偿系统，并编制了相应的软件     

差动式石英谐振力传感器

】利用ＡＴ切型的厚度剪切石英晶体谐振器沿不同方向施加外力时,将会获得不同的灵敏度这一特点,本文研究了一种新型的差动石英谐振式力敏传感器。将两个同频率的敏感石英谐振器以对称简支方式固定在传感器内,使外力分别沿两个敏感谐振器的ｘ轴和ｚ′轴作用,产生两个方向相反的频率变化,通过电路混频,形成差动输出。分析结果表明,采用这种差动方式将使传感器性能得到明显提高。     

一种高可靠性智能压力传感器的研制

介绍了一种从硬件及其软件方面来提高智能压力传感器可靠性的方法,并基于上述原理开发了一种高可靠性的智能压力传感器。     

SG—75扩散硅压力传感器

本文介绍了工业压力变送器用全固态结构的SG-75扩散硅压力传感器的研制。传感器压力范围0.16～50MPa,满量程输出120～230mV/0.78mA,精度0.2％F·S,工作温区-30～90℃。该传感器现已批量生产。