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新型接触式电容压力传感器
被引量:
17
1
作者
郭强
吕浩杰
胡国清
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2008年第3期1-3,共3页
与其他类型压敏器件相比,接触式电容压力传感器(TMCPS)有着明显的优点,例如较好的线性,高灵敏度和大过载保护能力等。为了达到更好的性能,设计了一种新型的接触式电容压力传感器(DTMCPS),这种新型的结构是在传统的TMCPS的底部电极上刻...
与其他类型压敏器件相比,接触式电容压力传感器(TMCPS)有着明显的优点,例如较好的线性,高灵敏度和大过载保护能力等。为了达到更好的性能,设计了一种新型的接触式电容压力传感器(DTMCPS),这种新型的结构是在传统的TMCPS的底部电极上刻蚀了一个浅槽。与现有的接触式电容压力传感器相比,这种结构可以实现更好的线性和更大的线性范围。使用有限元分析软件对膜片的变形进行了分析并阐述了传感器的结构和工艺过程。分析结果表明这种新型结构的传感器可以在保持传统结构优点的同时实现更高的灵敏度,更好的线性和更大的线性范围。
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关键词
接触式电容压力传感器(
tmcps
)
有限元分析
D
tmcps
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职称材料
一种用于胎压监测的MEMS压力传感器设计
被引量:
16
2
作者
张鉴
戚昊琛
+2 位作者
杨文华
黄正峰
胡智文
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2015年第10期1424-1430,共7页
无线胎压监测系统是近年来得到高度关注的一种汽车主动安全装置。为对胎压监测系统实现高线性的压力测量,提出了一种球冠形底部固定极板与复合膜可动上极板相结合的电容式MEMS压力传感器。该结构改变了经典的两极板接触过程,并在下极板...
无线胎压监测系统是近年来得到高度关注的一种汽车主动安全装置。为对胎压监测系统实现高线性的压力测量,提出了一种球冠形底部固定极板与复合膜可动上极板相结合的电容式MEMS压力传感器。该结构改变了经典的两极板接触过程,并在下极板底部中心设置基于深刻蚀工艺的深孔结构,使传感器几乎完全工作在线性区间。针对汽车胎压的量程,分析了复合膜厚度对极板接触状态及线性度的影响,并利用有限元分析法对结构进行了模拟与验证,最后给出了工艺流程说明。该方案的提出,可为工作于100~800 kPa的汽车胎压监测提供一种新的MEMS传感器实现方式。
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关键词
胎压监测
MEMS压力传感器
高线性
接触式
有限元分析
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职称材料
高性能MEMS电容压力传感器的设计及其热分析
被引量:
10
3
作者
吕浩杰
胡国清
+2 位作者
邹卫
吴灿云
陈羽锋
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第5期1166-1174,共9页
为了进一步提高接触式电容压力传感器的性能,设计了一种高性能双凹槽结构的接触式电容压力传感器,并对该传感器在高温环境中的总体性能进行了分析。推导了热传导和热弹性理论,并对影响传感器热分析的各个因素与温度的依赖关系进行了描述...
为了进一步提高接触式电容压力传感器的性能,设计了一种高性能双凹槽结构的接触式电容压力传感器,并对该传感器在高温环境中的总体性能进行了分析。推导了热传导和热弹性理论,并对影响传感器热分析的各个因素与温度的依赖关系进行了描述;在整个分析过程中,使用ANSYS软件并结合有限元方法对全尺寸传感器的热效应进行模拟。结果表明,在接触工作状态双凹槽接触式电容压力传感器的温度对输入(压力)-输出(电容)特性的影响是线性的,且线性范围内初始压力随温度的升高而降低;当温度载荷为550 K时,双凹槽结构的灵敏度为1.21×10-6pF/Pa,比传统单凹槽的0.8×10-6pF/Pa高出50%,表明该压力传感器有着非常优异的高温特性。
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关键词
双凹槽接触式电容压力传感器(D
tmcps
)
热分析
有限元法
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职称材料
MEMS接触电容式高温压力传感器的温度效应
被引量:
29
4
作者
郑志霞
冯勇建
《电子测量与仪器学报》
CSCD
2013年第12期1141-1147,共7页
介绍了一种基于SOI/硅片键合技术制作的接触电容式高温压力传感器结构,并对传感器的测试装置、测试方法进行详细的介绍后,对传感器进行压力测试和温度特性测试。压力测试结果表明,传感器线性工作区压力为110~280kPa,灵敏度约为0....
介绍了一种基于SOI/硅片键合技术制作的接触电容式高温压力传感器结构,并对传感器的测试装置、测试方法进行详细的介绍后,对传感器进行压力测试和温度特性测试。压力测试结果表明,传感器线性工作区压力为110~280kPa,灵敏度约为0.14pF/kPa;温度特性测试结果表明,传感器具有正温度效应,在30~300%,传感器输出误差约为0.5%。文中还分析了热胀冷缩及介电常数温度系数对传感器温度效应的影响,以及设计了参考电容及运算放大器式传感器测量电路来消除温度效应。
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关键词
接触电容
传感器
压力测量
温度效应
运算放大器
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职称材料
非接触式电容压力传感器敏感元件的设计及性能分析
被引量:
6
5
作者
尚永红
李艳秋
+2 位作者
于红云
孙红光
苏波
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2008年第2期276-279,共4页
将中心岛膜结构的压力敏感膜用在非接触式电容式压力传感器中,解决了平膜结构带来的各点挠度不同、非线性和需要后续补偿电路的问题。通过对材料为多晶硅的中心岛膜进行结构优化设计和挠度、应力等力学性能分析。计算了在不同外加压力...
将中心岛膜结构的压力敏感膜用在非接触式电容式压力传感器中,解决了平膜结构带来的各点挠度不同、非线性和需要后续补偿电路的问题。通过对材料为多晶硅的中心岛膜进行结构优化设计和挠度、应力等力学性能分析。计算了在不同外加压力条件下压力敏感膜的电容数值、灵敏度和线性度。根据优化设计,外加压力在0.2~1.4×10^5Pa间变化时,电容值在0.0251~0.0281pF间变化;通过分析两种结构敏感膜在XY面内同一位置与中心挠度差的变化率,中心岛膜结构的变化率为49.4%低于平膜结构1.7%。因而中心岛膜结构比平膜结构有更好的灵敏度和线性。
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关键词
非接触式电容压力传感器
敏感元件
MEMS
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职称材料
双动极板电容式压力敏感结构特性分析
被引量:
5
6
作者
揣荣岩
张冰
+2 位作者
杨宇新
张贺
李新
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2021年第6期1-5,共5页
在接触电容式MEMS压力敏感结构基础上,为扩展线性响应范围提高线性度,提出了双动极板电容式MEMS压力敏感结构。这种结构中电容的上极板和下极板均感压可动,其可动下极板对两极板的受压接触有缓冲调节作用,改善了响应性能。使用有限元法...
在接触电容式MEMS压力敏感结构基础上,为扩展线性响应范围提高线性度,提出了双动极板电容式MEMS压力敏感结构。这种结构中电容的上极板和下极板均感压可动,其可动下极板对两极板的受压接触有缓冲调节作用,改善了响应性能。使用有限元法对结构的特性进行了仿真分析,讨论了结构参数对压力敏感结构性能的影响,结果表明双动极板电容式压力敏感结构和普通接触式相比线性响应范围可增大1倍以上,同时显著降低了非线性度。
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关键词
压力传感器
双动薄膜
电容式
接触式
线性响应
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职称材料
双面接触式电容压力传感器的设计及制造工艺流程
被引量:
2
7
作者
许高攀
陈广文
+1 位作者
胡国清
李志博
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2001年第9期33-35,共3页
双面接触式电容压力传感器除了具有单面接触式电容压力传感器的优点 ,还有它的特别之处 :双面接触式电容压力传感器被施加同样的压力时 ,可以得到比单面接触式电容压力传感器增大一倍的电容量和灵敏度 ,而且不会因此增加多少成本 ;工作...
双面接触式电容压力传感器除了具有单面接触式电容压力传感器的优点 ,还有它的特别之处 :双面接触式电容压力传感器被施加同样的压力时 ,可以得到比单面接触式电容压力传感器增大一倍的电容量和灵敏度 ,而且不会因此增加多少成本 ;工作时可靠性更高 ,即使一面失灵还有另一面可以正常工作。文中就双面接触式电容压力传感器的工艺进行了初步设计。
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关键词
双面接触式电容压力传感器
工艺流程
自停止腐蚀
设计
制造
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职称材料
基于MEMS工艺的新型高线性压力传感器设计
被引量:
1
8
作者
胡智文
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2015年第9期114-118,123,共6页
基于 MEMS 工艺,提出了一种球冠形底部固定极板与复合膜可动上极板结合的电容式微机械压力传感器。改变了经典的上下电极接触过程,并增加了深刻蚀工艺附加深孔结构,使传感器几乎完全工作在线性区间。针对其量程,分析了复合膜厚度对...
基于 MEMS 工艺,提出了一种球冠形底部固定极板与复合膜可动上极板结合的电容式微机械压力传感器。改变了经典的上下电极接触过程,并增加了深刻蚀工艺附加深孔结构,使传感器几乎完全工作在线性区间。针对其量程,分析了复合膜厚度对极板接触状态及线性度的影响,并利用有限元分析法对结构进行了模拟与验证,最后给出了工艺流程说明。该方案可为工作于100~800 kPa 的汽车胎压监控(TPMS)提供一种新的传感器实现方式。
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关键词
MEMS
工艺
接触式
压力传感器
复合膜
高线性度
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职称材料
接触电容式压力传感器的设计与模拟
9
作者
彭韶华
周闵新
+1 位作者
秦明
黄庆安
《传感器技术》
CSCD
北大核心
2003年第12期78-80,共3页
针对大气测量的气压计应用,根据接触电容式压力传感器的工作原理,优化设计了绝对压力传感器的圆形膜结构。通过有限元分析软件ANSYS进行了验证,最后讨论了这种结构的非线性度。
关键词
接触电容式压力传感器
圆形膜结构
ANSYS
非线性度
气压计
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职称材料
题名
新型接触式电容压力传感器
被引量:
17
1
作者
郭强
吕浩杰
胡国清
机构
厦门大学机电工程系
出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2008年第3期1-3,共3页
文摘
与其他类型压敏器件相比,接触式电容压力传感器(TMCPS)有着明显的优点,例如较好的线性,高灵敏度和大过载保护能力等。为了达到更好的性能,设计了一种新型的接触式电容压力传感器(DTMCPS),这种新型的结构是在传统的TMCPS的底部电极上刻蚀了一个浅槽。与现有的接触式电容压力传感器相比,这种结构可以实现更好的线性和更大的线性范围。使用有限元分析软件对膜片的变形进行了分析并阐述了传感器的结构和工艺过程。分析结果表明这种新型结构的传感器可以在保持传统结构优点的同时实现更高的灵敏度,更好的线性和更大的线性范围。
关键词
接触式电容压力传感器(
tmcps
)
有限元分析
D
tmcps
Keywords
touch mode capacitive pressure sensor (tmcps)
finite element analysis (FEA)
D
tmcps
分类号
TP216 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
一种用于胎压监测的MEMS压力传感器设计
被引量:
16
2
作者
张鉴
戚昊琛
杨文华
黄正峰
胡智文
机构
合肥工业大学电子科学与应用物理学院
浙江传媒学院新媒体学院
出处
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2015年第10期1424-1430,共7页
基金
国家自然科学基金(61404042
61574052)
+1 种基金
合肥工业大学科研究发展基金(J2014HGXJ0091
J2014HGXJ0082)资助项目
文摘
无线胎压监测系统是近年来得到高度关注的一种汽车主动安全装置。为对胎压监测系统实现高线性的压力测量,提出了一种球冠形底部固定极板与复合膜可动上极板相结合的电容式MEMS压力传感器。该结构改变了经典的两极板接触过程,并在下极板底部中心设置基于深刻蚀工艺的深孔结构,使传感器几乎完全工作在线性区间。针对汽车胎压的量程,分析了复合膜厚度对极板接触状态及线性度的影响,并利用有限元分析法对结构进行了模拟与验证,最后给出了工艺流程说明。该方案的提出,可为工作于100~800 kPa的汽车胎压监测提供一种新的MEMS传感器实现方式。
关键词
胎压监测
MEMS压力传感器
高线性
接触式
有限元分析
Keywords
tire
pressure
monitoring
MEMS
pressure
sensor
high linearity
touch
ing
mode
finite element method
分类号
TN402 [电子电信—微电子学与固体电子学]
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职称材料
题名
高性能MEMS电容压力传感器的设计及其热分析
被引量:
10
3
作者
吕浩杰
胡国清
邹卫
吴灿云
陈羽锋
机构
厦门大学机电工程系
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第5期1166-1174,共9页
基金
国防军工科研资助项目(No.XDTH2009232A)
文摘
为了进一步提高接触式电容压力传感器的性能,设计了一种高性能双凹槽结构的接触式电容压力传感器,并对该传感器在高温环境中的总体性能进行了分析。推导了热传导和热弹性理论,并对影响传感器热分析的各个因素与温度的依赖关系进行了描述;在整个分析过程中,使用ANSYS软件并结合有限元方法对全尺寸传感器的热效应进行模拟。结果表明,在接触工作状态双凹槽接触式电容压力传感器的温度对输入(压力)-输出(电容)特性的影响是线性的,且线性范围内初始压力随温度的升高而降低;当温度载荷为550 K时,双凹槽结构的灵敏度为1.21×10-6pF/Pa,比传统单凹槽的0.8×10-6pF/Pa高出50%,表明该压力传感器有着非常优异的高温特性。
关键词
双凹槽接触式电容压力传感器(D
tmcps
)
热分析
有限元法
Keywords
Double-cave
touch
mode
capacitive
pressure
sensor
(D
tmcps)
thermal analysis
Finite Element Method(FEM)
分类号
TP212.12 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
MEMS接触电容式高温压力传感器的温度效应
被引量:
29
4
作者
郑志霞
冯勇建
机构
莆田学院电子信息工程系
厦门大学机电工程系
出处
《电子测量与仪器学报》
CSCD
2013年第12期1141-1147,共7页
基金
国家国际合作基金(对俄合作项目2011DFR11160)
福建省高校产学研合作重大基金(3502Z20103012)
莆田市自然科学基金区域重大(2010G03)资助项目
文摘
介绍了一种基于SOI/硅片键合技术制作的接触电容式高温压力传感器结构,并对传感器的测试装置、测试方法进行详细的介绍后,对传感器进行压力测试和温度特性测试。压力测试结果表明,传感器线性工作区压力为110~280kPa,灵敏度约为0.14pF/kPa;温度特性测试结果表明,传感器具有正温度效应,在30~300%,传感器输出误差约为0.5%。文中还分析了热胀冷缩及介电常数温度系数对传感器温度效应的影响,以及设计了参考电容及运算放大器式传感器测量电路来消除温度效应。
关键词
接触电容
传感器
压力测量
温度效应
运算放大器
Keywords
touch
-
mode
capacit
ance
sensor
pressure
test
temperature effect
op-amp
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TN99 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
非接触式电容压力传感器敏感元件的设计及性能分析
被引量:
6
5
作者
尚永红
李艳秋
于红云
孙红光
苏波
机构
中国科学院电工研究所
出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2008年第2期276-279,共4页
基金
国家自然科学基金项目资助(50677068)
国家高技术研究发展计划863项目资助(2006AA04Z345)
教育部长江学者和创新研究团队计划项目资助(PCSIRT)
文摘
将中心岛膜结构的压力敏感膜用在非接触式电容式压力传感器中,解决了平膜结构带来的各点挠度不同、非线性和需要后续补偿电路的问题。通过对材料为多晶硅的中心岛膜进行结构优化设计和挠度、应力等力学性能分析。计算了在不同外加压力条件下压力敏感膜的电容数值、灵敏度和线性度。根据优化设计,外加压力在0.2~1.4×10^5Pa间变化时,电容值在0.0251~0.0281pF间变化;通过分析两种结构敏感膜在XY面内同一位置与中心挠度差的变化率,中心岛膜结构的变化率为49.4%低于平膜结构1.7%。因而中心岛膜结构比平膜结构有更好的灵敏度和线性。
关键词
非接触式电容压力传感器
敏感元件
MEMS
Keywords
un
touch
ed-
mode
capacitive
pressure
sensor
sensitivity diaphragm
MEMS
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
双动极板电容式压力敏感结构特性分析
被引量:
5
6
作者
揣荣岩
张冰
杨宇新
张贺
李新
机构
沈阳工业大学信息科学与工程学院
出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2021年第6期1-5,共5页
基金
国家自然科学基金(61372019)
辽宁省科技重大专项计划项目(2019JH1/10100022)
辽宁省高等学校基本科研项目(LFGD2017015)。
文摘
在接触电容式MEMS压力敏感结构基础上,为扩展线性响应范围提高线性度,提出了双动极板电容式MEMS压力敏感结构。这种结构中电容的上极板和下极板均感压可动,其可动下极板对两极板的受压接触有缓冲调节作用,改善了响应性能。使用有限元法对结构的特性进行了仿真分析,讨论了结构参数对压力敏感结构性能的影响,结果表明双动极板电容式压力敏感结构和普通接触式相比线性响应范围可增大1倍以上,同时显著降低了非线性度。
关键词
压力传感器
双动薄膜
电容式
接触式
线性响应
Keywords
pressure
sensor
double moving diaphragm
capacit
or
mode
touch
mode
linear response
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
双面接触式电容压力传感器的设计及制造工艺流程
被引量:
2
7
作者
许高攀
陈广文
胡国清
李志博
机构
厦门大学机电工程系
出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2001年第9期33-35,共3页
文摘
双面接触式电容压力传感器除了具有单面接触式电容压力传感器的优点 ,还有它的特别之处 :双面接触式电容压力传感器被施加同样的压力时 ,可以得到比单面接触式电容压力传感器增大一倍的电容量和灵敏度 ,而且不会因此增加多少成本 ;工作时可靠性更高 ,即使一面失灵还有另一面可以正常工作。文中就双面接触式电容压力传感器的工艺进行了初步设计。
关键词
双面接触式电容压力传感器
工艺流程
自停止腐蚀
设计
制造
Keywords
Double Sided
touch
mode
capacitive
pressure
sensor
,Characteristics,Fabrication Process, Silicon-Silicon Bonding,Self-etch Stop Technique
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于MEMS工艺的新型高线性压力传感器设计
被引量:
1
8
作者
胡智文
机构
浙江传媒学院新媒体学院
出处
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2015年第9期114-118,123,共6页
基金
浙江省自然科学基金项目(LY13F010006)
文摘
基于 MEMS 工艺,提出了一种球冠形底部固定极板与复合膜可动上极板结合的电容式微机械压力传感器。改变了经典的上下电极接触过程,并增加了深刻蚀工艺附加深孔结构,使传感器几乎完全工作在线性区间。针对其量程,分析了复合膜厚度对极板接触状态及线性度的影响,并利用有限元分析法对结构进行了模拟与验证,最后给出了工艺流程说明。该方案可为工作于100~800 kPa 的汽车胎压监控(TPMS)提供一种新的传感器实现方式。
关键词
MEMS
工艺
接触式
压力传感器
复合膜
高线性度
Keywords
MEMS fabrication
touch
mode
pressure
sensor
multiple membranes
high linearity
分类号
TN302 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
接触电容式压力传感器的设计与模拟
9
作者
彭韶华
周闵新
秦明
黄庆安
机构
东南大学MEMS教育部重点实验室
出处
《传感器技术》
CSCD
北大核心
2003年第12期78-80,共3页
文摘
针对大气测量的气压计应用,根据接触电容式压力传感器的工作原理,优化设计了绝对压力传感器的圆形膜结构。通过有限元分析软件ANSYS进行了验证,最后讨论了这种结构的非线性度。
关键词
接触电容式压力传感器
圆形膜结构
ANSYS
非线性度
气压计
Keywords
touch
mode
capacitive
pressure
sensor
finite element
barometer
分类号
TP212.12 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
新型接触式电容压力传感器
郭强
吕浩杰
胡国清
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2008
17
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职称材料
2
一种用于胎压监测的MEMS压力传感器设计
张鉴
戚昊琛
杨文华
黄正峰
胡智文
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2015
16
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职称材料
3
高性能MEMS电容压力传感器的设计及其热分析
吕浩杰
胡国清
邹卫
吴灿云
陈羽锋
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
10
下载PDF
职称材料
4
MEMS接触电容式高温压力传感器的温度效应
郑志霞
冯勇建
《电子测量与仪器学报》
CSCD
2013
29
下载PDF
职称材料
5
非接触式电容压力传感器敏感元件的设计及性能分析
尚永红
李艳秋
于红云
孙红光
苏波
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2008
6
下载PDF
职称材料
6
双动极板电容式压力敏感结构特性分析
揣荣岩
张冰
杨宇新
张贺
李新
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2021
5
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职称材料
7
双面接触式电容压力传感器的设计及制造工艺流程
许高攀
陈广文
胡国清
李志博
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2001
2
下载PDF
职称材料
8
基于MEMS工艺的新型高线性压力传感器设计
胡智文
《微电子学与计算机》
CSCD
北大核心
2015
1
下载PDF
职称材料
9
接触电容式压力传感器的设计与模拟
彭韶华
周闵新
秦明
黄庆安
《传感器技术》
CSCD
北大核心
2003
0
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职称材料
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