压阻式硅微型加速度传感器的研制

利用微加工技术制作了压阻式硅微型加速度传感器,对制作的加速度传感器样品进行了动态测试,单臂梁结构的加速度传感器的灵敏度为1μV/gn,双臂梁结构加速度传感器的灵敏度为1.6μV/gn,结果与理论设计值基本吻合。     

压阻式复合加速度传感器的研究

对压阻式复合惯性加速度传感器的惯性变换系统的结构、特性、工作原理进行了分析讨论,建立了数学模型,所设计的惯性式弹性敏感元件,能分别将线加速度产生的惯性力及角加速度产生的惯性力矩转换成弹性梁的变形,通过应变计及电路将此变形转换成为可测的电学量。并能通过合理组合的测量电桥,消除线加速度及角加速度之间交叉耦合影响。试验证明:该惯性系统设计合理,它可以作为线加速度及角加速度复合测量用。     

具有自检功能的压阻式三维加速度传感器

报告了在压阻式加速度传感器上实现了自检功能，并成功地解决了三维加速度传感器系统内自检的机电耦合和结构中的交叉耦合等问题．文中论述了此种传感器的设计思想、工作原理和技术关键，最终的研究成果已用于实际工程。     

三轴压阻式传感器横向效应的研究

研究了霍普金斯杆冲击方法和自由落体冲击方法检测高量程微机械三轴压阻式传感器的横向效应,即分别在x轴、y轴的正向或负向作主轴时,检测三轴压阻式传感器其他2个方向感受到的g值大小和方向。依据结构设计分析应该没有横向效应,然而,在实验的测量中都得出大的横向效应,尤其是在z轴作为横向输出轴时得到较大的横向效应,而x,y轴作为横向输出轴时横向效应相对较小。试验结果表明：一定的主轴输出脉冲方向确定一定的横向输出轴的脉冲方向。     

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。     

基于MEMS工艺的压阻式湿度传感器的设计制作

提出用硅-硅直接键合的SOI片制作压阻式湿度传感器.它是利用涂覆在硅膜上聚酰亚胺膜吸湿发生膨胀,导致双膜结构发生弯曲产生应力的原理进行工作的.为了确定传感器结构、优化尺寸,采用ANSYS软件进行了模拟计算、设计了MEMS湿度传感器的制造工艺,对制作的微湿度传感器进行了测试,其灵敏度为0.21 mV%RH,最大湿滞为8%RH.     

叠加电桥检测的加速度传感器设计

基于压阻效应的叠加电桥检测法加速度传感器采用超对称"八悬臂梁—质量块"结构,构成惠斯通电桥的力敏电阻器布放在悬臂梁的两端,4个惠斯通电桥的输出电压叠加后作为传感器的最终输出,有效提高了加速度传感器的灵敏度。通过数学建模仿真分析验证了方案的可行性。性能测试结果表明:该加速度计的灵敏度为1.1381mV/gn,频响范围为0～1000Hz,灵敏度约为单电桥检测法和串联电桥检测法加速度传感器灵敏度的4倍。叠加电桥检测法为压阻式传感器提高灵敏度提供了一种新思路。     

Measurement Specialties耐用型压阻加速度传感器

精量电子-美国MeasurementSpecialties公司（简称MEAS）现已推出两款价格实惠的耐用型直流加速度传感器，用于严苛环境下的静态和瞬间冲击测量。这种小巧紧凑、牢固密封的3801A和4801A型采用气体阻尼MEMS感测元件，具有宽阔的频率响应范围。此产品适用于包括飞行与机动车测试、交通测量、采矿、     

一种大量程SOI压阻式压力传感器

对传统的SOI压阻式压力传感器进行了结构优化。目的是提高灵敏度,以满足在高温环境下大量程压力测量的实际需求。通过力学性能模拟,采用浅凸台结构来提高灵敏度和测量范围。分析并模拟了凸台厚度和形状对灵敏度的影响。得到了适合高温工作的掺杂浓度,压敏电阻的尺寸,金属引线的材料和布局。电阻放置在(σl-σt)最大的区域以保持灵敏度和线性度。采用U形电阻补偿在浅凸台制作过程中的工艺偏差对灵敏度的影响。有限元分析(FEA)表明,优化后的芯片结构可以测量10 MPa范围内的压力,灵敏度高达86.6 mV/(V·MPa),非线性误差在0.1％以下。和其他文献报道的大量程压力传感器相比,浅凸台芯片结构灵敏度和过载能力优异。     

基于SOI的三轴压阻微加速度计的设计

为了解决现有三轴加速度计机械精度差的问题,提出了一种基于SOI的单质量块三轴压阻微加速度计.采用四边四梁结构,根据梁上扩散的压敏电阻在分别受到三个方向惯性力作用时变化量不同设计三个方向的惠斯通电桥,实现三维加速度矢量的检测.运用ANSYS软件对结构进行建模仿真,最后设计了一套可行的工艺流程.     

一种新结构硅微机械压阻加速度计

设计、制造并测试了一种新结构硅微机械压阻加速度计.器件结构是悬臂梁-质量块结构的一种变形.比较硬的主悬臂梁提供了一定的机械强度,并且提供了高谐振频率.微梁很细,检测时微梁沿轴向直拉直压.力敏电阻就扩散在微梁上,质量块很小的挠动就能在微梁上产生很大的应力,输出很大的信号.5 V条件下,灵敏度为14.80 mV/g,谐振频率为994 Hz,分别是传统结构压阻加速度计的2.487倍和2.485倍.加速度计用普通的N型硅片制造,为了刻蚀高深宽比的结构,使用了深反应离子刻蚀(DRIE)工艺.     

基于SOI技术梁膜结合高过载压阻式加速度计研究

采用微型机械电子系统技术和集成电路工艺制作出了SOI技术高灵敏度的硅微固态压阻平膜芯片;通过动力学分析和有限元模拟,研制出了具有高过载保护功能的加速度传感器结构;通过玻璃粉烧结工艺将其键合在弹性梁的应力集中处,研制出量程为±2000 g、过载能力为30倍满量程的高过载梁膜结合压阻式加速度计.加速度计具有较高的测量灵敏度和精度,满量程输出为126.97 mV/2V,静态精度为0.86%FS.     

体硅加工的压电式微加速度计的设计

提出并设计了一种采用体硅微制造工艺制造的压电式微加速度计,其中体硅加工的硅质量块由悬臂梁支撑且悬臂梁部分区域沉积ZnO压电薄膜.通过对压电悬臂梁建立一维解析模型,研究了影响加速度计灵敏度的结构因素.在此基础上,利用有限元方法软件ANSYS设计了实际的微加速度计,并对六种不同的微加速度计结构进行了分析,得到了不同结构微加速度计的工作频率范围及灵敏度结果.     

隔离型标准RS422大角度高精度倾角传感器设计

介绍了利用基于MEMS加速度计测量大角度的工作原理;阐述了该测量系统的硬件结构和软件设计模块;通过给出测量数据证明该设计方法达到了高精度的要求.     

高g值压阻加速度计动态特性与阻尼的关系研究

为了避免高g值压阻加速度计在工作过程中出现结构易损坏、响应信号精准度低的问题,需要在设计过程中合理调整阻尼参数。基于高g值传感器固有频率高、上升时间短两个特性,通过建模仿真从时域和频域两方面分析了阻尼对传感器动态响应特性的影响。得出阻尼比范围在0.10～0.25时高g值压阻加速度计动态特性较好,并通过实验验证了仿真分析的正确性,为设计过程中阻尼参数的调整提供了重要依据。     

梳齿式微机械加速度计的研制

微机械加速度计作为微机电系统(MEMS)的一个重要产品,目前已经得到了广泛应用.本文首先从整体上提出了微机械加速度计的工作原理和数学模型,并着重讨论了各个部分之间的关系;然后根据敏感元件的特性,对伺服回路的几个关键参数,即预载电压、PID校正参数和反馈增益,进行了分析;本文最后给出了一种加速度计整体性能的测试结果,结果表明:微机械加速度计的量程为±15gn,非线性度为0.041 9%,阈值为0.15 mgn,2 h稳定性误差为0.084 5 mgn,逐次启动重复性误差为0.156 mgn.     

一种新型压阻式加速度传感器的设计与加工

提出了一种新型的基于AlAs/InxGa1-xAs/GaAs共振隧穿纳米薄膜结构的压阻式加速度计结构,运用MATLAB软件对敏感结构参数进行了计算,并利用ANSYS软件对加速度计结构进行了静态和模态分析,首次采用空气桥和控制孔加工工艺对共振隧穿二极管和悬臂梁-质量块结构进行了加工,并对加工出来的加速度计结构进行了频响特性实验。     

集成加速度传感器数据采集系统设计

传统加速度测试系统从传感器、温度偏移纠正电路、放大电路到数据采集各设备往往都是孤立的,不便于携带并受到测试空间的限制.本文设计了一种利用单片机集成系统进行数据采集与传输的软件编程方案.系统硬件结构的设计方面,分为传感器电路模块和单片机主控模块.系统软件的编写方面,采用模块化设计思想,对数据采集、指令采集、数据传输子程序进行了设计.设计时采用了一定的抗干扰技术进一步提高了系统的稳定性.     

复合量程微加速度计中阻尼的分析与设计

为了避免微加速度计在工作过程中因为共振导致结构损坏,需要在结构中合理设计阻尼.设计了一个复合量程压阻式微加速度计,为了使结构中各个传感器具有较好的阻尼参数,通过静电键合在硅结构层下制作一玻璃层.根据Reynolds方程,可知当硅-玻璃静电键合间距d=2.25μm时,复合量程微加速度计中各个传感器可得到较好的阻尼比.