本文關(guān)鍵詞：基于納米多晶硅薄膜壓力傳感器汽車胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

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【摘要】：本文采用微電子機(jī)械加工技術(shù)(MEMS)和低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)方法在100晶向單晶硅SiO2層上設(shè)計(jì)、制作胎壓傳感器,該結(jié)構(gòu)由方形硅膜和納米多晶硅薄膜電阻構(gòu)成的惠斯通電橋組成,以四個(gè)納米多晶硅薄膜電阻作為胎壓傳感器壓敏電阻,分別設(shè)計(jì)在方形硅膜邊緣最大應(yīng)力區(qū)。當(dāng)輪胎壓力施加到硅膜上時(shí),硅膜發(fā)生彈性形變,納米多晶硅薄膜電阻阻值發(fā)生改變,惠斯通電橋輸出電壓發(fā)生變化,可實(shí)現(xiàn)對(duì)輪胎壓力的檢測(cè)。在此基礎(chǔ)上,本文結(jié)合輪胎壓力量程測(cè)試要求,采用MEMS技術(shù)和LPCVD方法進(jìn)行納米多晶硅薄膜電阻胎壓傳感器芯片制作和封裝,芯片尺寸為5×5mm~2。通過靜態(tài)特性測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出,當(dāng)V_(DD)=5.0V時(shí),胎壓傳感器的線性度為0.239%F.S.,重復(fù)性為0.103%F.S.,遲滯性為0.115%F.S.,準(zhǔn)確度為0.284%F.S.,靈敏度為0.117 mV/kPa,在-20℃~80℃溫度范圍,胎壓傳感器靈敏度溫度系數(shù)為-0.106%/℃。根據(jù)本文制作的胎壓傳感器靜態(tài)特性測(cè)試結(jié)果,分別設(shè)計(jì)輪胎壓力監(jiān)測(cè)模塊和無線接收模塊,與胎壓傳感器共同組成的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng),輪胎壓力監(jiān)測(cè)模塊通過胎壓傳感器采集輪胎壓力,結(jié)合胎壓傳感器溫度漂移進(jìn)行溫度補(bǔ)償,并以無線方法將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給無線接收模塊,接收模塊收到信息后,對(duì)其進(jìn)行處理和顯示,并對(duì)胎壓高于或者低于標(biāo)準(zhǔn)胎壓情況下,及時(shí)發(fā)出胎壓報(bào)警信息。在此基礎(chǔ)上,完成胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試和調(diào)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)、制作基于納米多晶硅薄膜胎壓傳感器汽車胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng),有良好的穩(wěn)定性和溫度特性,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)胎壓的檢測(cè)和無線傳輸功能。
【關(guān)鍵詞】：納米多晶硅薄膜壓敏電阻 MEMS技術(shù) LPCVD方法 胎壓傳感器 胎壓監(jiān)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212;TP274
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 多晶硅壓力傳感器研究現(xiàn)狀10-14
• 1.1.1 多晶硅壓力傳感器國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-13
• 1.1.2 多晶硅壓力傳感器國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2 胎壓傳感器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 胎壓傳感器國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 胎壓傳感器國外研究現(xiàn)狀17
• 1.3 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3.1 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.2 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 研究目的和研究意義21-22
• 1.4.1 研究目的21
• 1.4.2 研究意義21-22
• 1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容22-23
• 第2章 納米多晶硅薄膜胎壓傳感器基本結(jié)構(gòu)與工作原理23-29
• 2.1 納米多晶硅薄膜胎壓傳感器基本結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2 納米多晶硅薄膜胎壓傳感器工作原理24-28
• 2.2.1 壓阻系數(shù)24-25
• 2.2.2 應(yīng)變因子25-27
• 2.2.3 工作原理27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 納米多晶硅薄膜胎壓傳感器芯片設(shè)計(jì)、制作與特性29-44
• 3.1 納米多晶硅薄膜胎壓傳感器設(shè)計(jì)29-35
• 3.1.1 硅杯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-30
• 3.1.2 壓敏電阻分布位置設(shè)計(jì)30-35
• 3.2 納米多晶硅薄膜胎壓傳感器制作35-37
• 3.2.1 納米多晶硅薄膜胎壓傳感器制作工藝35-36
• 3.2.2 納米多晶硅薄膜胎壓傳感器芯片封裝36-37
• 3.3 納米多晶硅薄膜胎壓傳感器靜態(tài)特性37-43
• 3.3.1 線性度37-39
• 3.3.2 重復(fù)性39-40
• 3.3.3 遲滯40
• 3.3.4 準(zhǔn)確度40-41
• 3.3.5 靈敏度41-42
• 3.3.6 納米多晶硅薄膜胎壓傳感器溫度特性42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真44-56
• 4.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)44-47
• 4.1.1 系統(tǒng)總體工作流程44-45
• 4.1.2 電路原理圖45-47
• 4.2 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各功能模塊電路設(shè)計(jì)47-52
• 4.2.1 放大電路設(shè)計(jì)47-48
• 4.2.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)48-49
• 4.2.3 溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì)49-50
• 4.2.4 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)50
• 4.2.5 液晶顯示電路設(shè)計(jì)50-51
• 4.2.6 無線模塊電路設(shè)計(jì)51-52
• 4.2.7 電源電路設(shè)計(jì)52
• 4.3 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電路仿真52-55
• 4.3.1 放大電路仿真53
• 4.3.2 胎壓檢測(cè)端電路仿真53-54
• 4.3.3 無線模塊接收端電路仿真54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論56-66
• 5.1 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)試裝置56
• 5.2 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電路制作56-58
• 5.3 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)調(diào)試58-65
• 5.3.1 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)58-62
• 5.3.2 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)溫度補(bǔ)償62-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 附錄73-86
• 致謝86

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊志方;涂坦;談宏華;曹新莉;;胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源節(jié)能方案[J];國外電子測(cè)量技術(shù);2006年11期

2 李浩;徐延海;劉文婷;孫立雄;王寧;;基于嵌入式系統(tǒng)的汽車胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年01期

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4 肖輝明;郭慶;;汽車胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];信息化縱橫;2009年06期

5 邵軍;譚勵(lì);王曉W，

本文編號(hào)：968657