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機(jī)油壓力傳感器特點(diǎn)及原理

來源:杭州科島微電子有限公司   2011年03月07日 16:13  
    一、特點(diǎn)
 

  MEMS壓力傳感器可以用類似集成電路的設(shè)計(jì)技術(shù)和制造工藝,進(jìn)行高精度、低成本的大批量生產(chǎn),從而為消費(fèi)電子和工業(yè)過程控制產(chǎn)品用低廉的成本大量使用MEMS傳感器打開方便之門,使壓力控制變得簡(jiǎn)單、易用和智能化。
 
  傳統(tǒng)的機(jī)械量壓力傳感器是基于金屬?gòu)椥泽w受力變形,由機(jī)械量彈性變形到電量轉(zhuǎn)換輸出,因此它不可能如MEMS壓力傳感器那樣,像集成電路那么微小,而且成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MEMS壓力傳感器。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械量傳感器,MEMS壓力傳感器的尺寸更小,zui大的不超過一個(gè)厘米,相對(duì)于傳統(tǒng)“機(jī)械”制造技術(shù),其性價(jià)比大幅度提高。
 

  二、MEMS壓力傳感器原理
 

  目前的MEMS壓力傳感器有硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器,兩者都是在硅片上生成的微機(jī)械電子傳感器。
 

  硅壓阻式壓力傳感器是采用高精密半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片組成惠斯頓電橋作為力電變換測(cè)量電路的,具有較高的測(cè)量精度、較低的功耗和極低的成本。惠斯頓電橋的壓阻式傳感器,如無壓力變化,其輸出為零,幾乎不耗電。其電原理如圖1所示。硅壓阻式壓力傳感器其應(yīng)變片電橋的光刻版本如圖2。
 

  MEMS硅壓阻式壓力傳感器采用周邊固定的圓形應(yīng)力杯硅薄膜內(nèi)壁,采用MEMS技術(shù)直接將四個(gè)高精密半導(dǎo)體應(yīng)變片刻制在其表面應(yīng)力zui大處,組成惠斯頓測(cè)量電橋,作為力電變換測(cè)量電路,將壓力這個(gè)物理量直接變換成電量,其測(cè)量精度能達(dá)0.01-0.03%FS。 
 

  電容式壓力傳感器利用MEMS技術(shù)在硅片上制造出橫隔柵狀,上下二根橫隔柵成為一組電容式壓力傳感器,上橫隔柵受壓力作用向下位移,改變了上下二根橫隔柵的間距,也就改變了板間電容量的大小,即△壓力=△電容量。

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