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。     

基于MEMS技术热温差式流量传感器的设计与标定

设计了一种基于微机电系统(MEMS)技术热温差式流量传感器并对传感器进行了标定。通过MEMS技术加工制作出流量传感器。芯片结构包括中间热源电阻器、上下游测温电阻器及环境电阻器。热源电阻器和上下游测温电阻器悬空布置,热源的工作模式为恒温差。流量值通过设计的硬件检测系统处理,通过串口传输至上位机,上位机上通过MATLAB对控制系统输出的数字量进行拟合标定。经过测试,设计的传感器标定后输出特性良好,能够应用于工业领域的流量测量。     

MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置

为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定,设计制作了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成,利用不同的砝码配重,在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真,验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A/D转换器的单片机实现,具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定,获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。     

Research and fabrication of hot-film flow sensor chip based on MEMS

基于托马斯(Thomas)流量计原理,研制了热膜式流量传感器芯片.该敏感元件采用MEMS工艺,制作出了3 μm厚度的带固支边的敏感膜结构,在膜上设计有一只加热电阻器和一组微型热敏电阻器.通过工艺研究,解决了膜上Pt电阻与基底的热匹配问题,并将该芯片应用于汽车进气流量传感器研制中.测试结果表明:使用该芯片流量传感器的测量准确度为1％FS,满足发动机系统使用要求.     

基于MEMS工艺的热膜式流量传感器芯片的研制

基于托马斯(Thomas)流量计原理,研制了热膜式流量传感器芯片。该敏感元件采用MEMS工艺,制作出了3μm厚度的带固支边的敏感膜结构,在膜上设计有一只加热电阻器和一组微型热敏电阻器。通过工艺研究,解决了膜上Pt电阻与基底的热匹配问题,并将该芯片应用于汽车进气流量传感器研制中。测试结果表明:使用该芯片流量传感器的测量准确度为1%FS,满足发动机系统使用要求。     

基于TCS208F的氢气体积分数检测仪的设计

系统采用微流量气体热导传感器TCS208F进行氢气体积分数检测,设计信号调理电路,并在传感器外部设计环境温度控制电路,以实现传感器的恒温检测.传感器输出的微弱信号经测量电桥调理输出,通过集成芯片AD708进行初级放大,经减法电路进行二次放大,最后把标准电压信号送入单片机C8051F020的测量系统进行后续处理,完成氢气...     

集成微流体测控芯片的研制

设计、研制了集成有微泵、微沟道、微流量传感器、温度传感器的微流体测控芯片.采用有限元软件ANSYS模拟分析了将其作为冷却芯片时微沟道的散热作用,分析确定了芯片上各元件的结构.该集成芯片为硅-玻璃结构,在硅片上,利用ICP法刻蚀无阀微泵泵体和微沟道;在7740玻璃片上,以溅射、剥离法制作微流量和温度传感器;图形精确对准后硅/玻璃以静电键合方法封接.无阀微泵采用压电元件驱动.测试结果表明:集成芯片具有冷却功能,循环水的流速最大可达25.4mm/s.     

多通道微流量气体流量测试仪的研制

介绍了一种多通道气体微流量测试仪,用于卫星推进系统气体流量测量。设计了基于节流式测量原理的孔板式微流量传感器,详细介绍了该流量传感器探头的结构、流量测试系统的组成、功能及特点,以及传感器数学模型的建立。该流量测试仪结构紧凑、轻巧、信号可以进行远距离传输,使用方便。     

基于MEMS工艺的SOI高温压力传感器设计

利用MEMS(微机电系统)工艺中的扩散,刻蚀,氧化,金属溅射等工艺制备出SOI高温压力敏感芯片,并通过静电键合工艺在SOI芯片背面和玻璃间形成真空参考腔,最后通过引线键合工艺完成敏感芯片与外部设备的电气连接.对封装的敏感芯片进行高温下的加压测试,高温压力测试结果表明,在21℃(常温)至300℃的温度范围内,传感器敏感芯片可在压力量程内正常工作,传感器敏感芯片的线性度从0.9 985下降为0.9 865,控制在较小的范围内.高温压力下的性能测试结果表明,该压力传感器可用于300℃恶劣环境下的压力测量,其高温下的稳定性能为压阻式高温压力芯片的研制提供了参考.     

高于室温环境的热式气体微流量传感器性能分析

为了探索平板微热管的传热特性,了解微热管内不同温度区间的蒸汽传输特性,开展了热式气体微流量传感器及其检测系统的设计。设计了一种便于探索最佳温度测量点的热式微流量传感器结构,利用MEMS工艺进行加工制作,在不同环境温度下对其性能进行了测试,得到了环境温度与热式微流量传感器性能的关系。基于MSP430单片机和C＃语言自主开发了流量传感器检测系统,可对一定范围内的流量进行实时检测,并实时绘制流速随时间的变化曲线。研究表明,采用本文设计的热式微流量传感器结构,可以检测高于室温环境下的微流量气体,并可通过提高加热器温度或改变测温电阻对的测量位置来提高测量灵敏度。