微壓傳感器的工作原理是什么
發(fā)布時間:2017-11-24 閱覽次數(shù):1862 次
微壓傳感器在測量過程中,壓力直接作用在傳感器的膜片上,使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移,使傳感器的電阻發(fā)生變化,同時通過電子線路檢測這一變化,并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這個壓力的標(biāo)準(zhǔn)信號,這樣的過程就是微壓傳感器進(jìn)行測量的過程。
通過這一方法實(shí)現(xiàn)了在滿量程范圍內(nèi)不同壓力值下對傳感器電壓輸出值的精確估計,在此基礎(chǔ)上對壓力傳感器的靈敏度和線性度進(jìn)行了有效仿真。 微壓傳感器發(fā)展迅速,新研制出的一類傳感器采用壓電單晶片結(jié)構(gòu),并內(nèi)置前置放大器,通過放大器放大微弱信號并實(shí)現(xiàn)阻抗變換,從而使傳感器具有量程小、靈敏度高、抗干擾性好等特點(diǎn)。這類傳感器已廣泛用于脈搏、管壁壓力波動等微小信號的檢測。但與此同時,對于微壓傳感器精準(zhǔn)度的檢驗這一技術(shù)難題,就迫切需要簡便的測量裝置測量該類型傳感器的性能。
為了解決微壓力傳感器靈敏度和非線性的矛盾,在結(jié)構(gòu)上,綜合梁膜結(jié)構(gòu)與平膜雙島結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),采用雙島-梁結(jié)構(gòu)。島區(qū)的面積不是按比例放大或縮小。首先,為了增加靈敏度,應(yīng)盡可能減小窄梁區(qū)的長度和寬度。因為從對“梁-膜-島”結(jié)構(gòu)的有限元分析和近似解析分析中發(fā)現(xiàn),減小窄梁區(qū)的長度和寬度可以明顯地使梁上的應(yīng)力增大。
并且當(dāng)中間窄梁的長度約為兩邊窄梁長度的2倍時,器件的線性度最好。雖然有雙島限位結(jié)構(gòu),但在高過載情況下,硅膜將首先從島的邊區(qū)和角區(qū)破裂。這是因為傳統(tǒng)的島膜結(jié)構(gòu)都是采用常規(guī)的有掩模的各向異性濕法腐蝕,從硅片背面形成硅膜和背島。