硅电容压力传感器敏感器件的研究

研制的硅电容压力传感器芯体采用微机械加工技术,加工精度高,易于批量化生产。结构上采用对称的差动电容形式,并将其封装在专用基座中,适用于中、微压力的高精度测量,可用于目前通用压力传感器的升级产品。

一种新型分体式差压测量装置的研制

为了减少由传统的差压测量装置中引压装置带来的不确定度,设计了一种新的分体式差压测量装置。从不确定度的角度出发,对测量装置的模型进行分析,采用扩散硅压力传感器探头作为测压元件,使用MSP430F149单片机作为控制数据转换、处理和显示的中央芯片,并确定了分体式差压测量装置的最优测量方案。通过大量的实验确定了压力和差压测量的数学模型。最终的差压测量实验表明:通过对电压数值的修正,差压测量的引用误差达到了5‰,证明该装置的测量原理和方法是可行的。

背压式硅压阻压差传感器的研制

根据伺服系统高精度、高可靠性的测量需求,研制一种背压式硅压阻压差传感器。传感器基于硅的压阻效应,与目前硅压阻压差传感器使用薄膜隔离式敏感芯体不同,其感压芯片的背部直接接触被测介质感受压力,避免了硅油介质传递压力。因此,敏感芯体结构简单可靠,提高了传感器长期承压的可靠性。介绍背压式硅压阻压差传感器的原理及设计与实现,主要包括芯体设计、电路设计、结构设计等。传感器通过性能试验以及环境适应性试验的考核,并在伺服系统上进行相关试验,结果证明能够满足伺服系统使用要求。

无介质硅压阻式压力/压差传感器的研制

目前,硅压阻式压力/压差传感器在伺服系统上得到广泛的应用。但是由于其内部压力敏感芯体的封装结构为薄膜隔离式,其内部硅油的密封性是伺服系统配套传感器长期带压贮存的软肋。根据伺服系统对压力/压差传感器的需求,研制了几种无介质压阻式压力/压差传感器,其内部避免了硅油介质传递压力,保证了传感器的可靠性。通过传感器原理结构的研究,以及其性能指标的测试和对比,为伺服系统配套传感器提供了新的选择。

智能化列车管贯通状态监测仪的设计与实现

文章介绍了以 89C51为核心所组成的智能化列车管贯通状态监测仪的工程设计与实现，它能在机车的正常运行中自动显示出列车管内压力和差压的动态参数，并能实现系统的实时校准和测量数据的误差修正。

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。

压阻式微差压传感器水头标定方法

针对工业和科研领域常用的小量程微差压传感器,设计了一种简单实用的水头标定方案,给出了标定步骤。应用该方案标定国产某型号传感器,结果表明线性误差小于0.22%,完全满足应用要求。

硅微超微压传感器设计

在分析已经商业化的压阻式、电容式、谐振式三类典型的硅微压力传感器各自优缺点和回顾它们微压化进展的基础上,确定了硅微超微压传感器(0～100Pa)的初步结构形式-电容式。针对设计过程中存在的主要难点:超薄平整感压薄膜的制备、高真空压力参考腔的获得与维持、高真空压力参考腔的电极引线以及微弱电容信号的提取,完成了两种差动结构方案的结构与工艺设计,对二者工艺和抗过载能力等方面进行了比较,为下一步的投片工作打下了基础。

电磁激励微谐振式传感器的设计与制作

利用微电子机械加工技术成功研制出电磁激励-电磁拾振硅谐振梁式压力传感器。传感器以"H"型双端固支梁为谐振器,采用差分检测结构。工艺制作采用体硅加工工艺,并且采用一种减小封装应力的结构完成压力传感器的真空密封及封装。利用锁相环微弱信号检测技术建立的开环频率特性测试系统及闭环自激测试系统测试了传感器的频率、压力特性等相关技术指标。谐振器在空气中的品质因素Q值大于1200;在真空中的Q值大于7000。压力满量程刻度为0～120kPa。差分输出的结果优于单个谐振梁的输出结果,差分输出结果的线性相关系数为0.9999,灵敏度为225.77Hz/kPa。

硅微微压传感器研究进展

硅微压力传感器的主要研究方向之一是硅微微压传感器。分析了已经商业化的压阻式、电容式、谐振式三类典型的硅微压力传感器各自优缺点，回顾了它们的微压化进展，并在此基础上确定了硅微超微压传感器（0～100Pa）的电容式结构形式。针对其研究过程中存在的主要难点，提出了双差动结构模型，即机械与电路部分均采用差动结构，对其研究前景做了展望。

基于扩散硅压阻压力传感器的压差测量

在力或压力(压强)传感器中,金属电阻应变片精度较高、性能较为稳定,被广泛应用。不过,这类传感器存在灵敏系数小的缺点,为了克服这一缺点,半导体应变片随之出现。用半导体材料制作而成的应变片称为压阻式传感器,其中,扩散硅压阻式压力传感器因具有频率响应高、精度高、灵敏度高、可靠性高等优点而被广泛采用。文章在扩散硅压力传感器具有压阻效应工作原理的基础上,借助扩散硅压阻式压力传感器的实训装置进行气压差的测量。

单芯体硅-蓝宝石压差传感器研制

根据航空发动机系统的应用环境研制一种单芯体压差传感器,传感器基于蓝宝石衬底上硅的压阻效应进行测量。与目前市场常见含油封单芯体压差芯体不同,其芯片直接烧结在膜片上,芯片通过感受金属膜片正反受力形成的合力来测量压差信号,避免了含油封芯体油介质不能耐高温和大背压过载的缺点,大幅提高了传感器耐高温能力和长期承压的可靠性。本文介绍了单芯体硅-蓝宝石压差传感器的原理及设计与实现,主要包括芯体结构设计和电路设计等。传感器通过性能试验及环境适应性试验的考核,并在发动机上随整机进行了相关热试车试验,结果证明传感器能够满足发动机使用要求。

一种超薄硅薄膜的制作方法

超薄、平整的硅应变薄膜对于制作低量程的电容式压力传感器是非常重要的。提出一种简单的超薄薄膜制作方法,利用浓硼扩散、KOH自停止腐蚀和LPCVD等关键技术,得到了厚度4μm左右的平整的Si(P++)/Si3N4复合薄膜。由于内应力引起的挠度在几百纳米数量级,为制作压力传感器奠定了有用的工艺基础。