發(fā)布時(shí)間：2021-07-25 01:03

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能手機(jī)、集成電路等技術(shù)的高速發(fā)展,基于微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的壓阻式MEMS壓力傳感器的使用越來越廣泛,而如何設(shè)計(jì)高性能高可靠性的壓力傳感器越來越受到人們的重視。因此研究影響壓阻式MEMS壓力傳感器性能的因素具有重要的意義。本文使用有限元分析軟件Free Fem++建立了壓阻式MEMS壓力傳感器的三維有限元模型,推導(dǎo)了壓力傳感器在多物理場作用時(shí)的有限元方程,研究了壓力傳感器在多物理場作用時(shí)的輸出規(guī)律,為設(shè)計(jì)高性能的壓阻式MEMS壓力傳感器提供了理論依據(jù),得到了以下結(jié)論:（1）綜合考慮彈性場、溫度場、電場作用時(shí),壓阻式MEMS壓力傳感器的輸出電壓會(huì)隨著壓力傳感器彈性膜片厚度的增加而減小,隨著壓力傳感器摻雜電阻寬度的增加而減小,同時(shí)將壓力傳感器摻雜電阻布置在彈性膜片的邊緣位置時(shí),壓力傳感器能獲得更大的輸出電壓。（2）壓阻式MEMS壓力傳感器隨著輸入的激勵(lì)電壓的增大,對測量壓力的變化越來越不敏感,這就會(huì)使得在大的輸入激勵(lì)電壓下,壓力傳感器在測量壓力時(shí)的準(zhǔn)確性將會(huì)降低。（3）電場對壓阻式MEMS壓力傳感器的溫度場影響很大,壓力傳感器中的最高溫度隨著輸入電壓的增大而迅速升高;另外... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

惠斯頓電橋電路圖

1 2 3 4out inRU UR = 下，惠斯頓電橋四個(gè)電阻的初始阻值應(yīng)該保持一致片上時(shí)，電阻阻值保持不變，惠斯頓電橋的輸出電在彈性膜片上時(shí)，壓力傳感器的彈性膜片發(fā)生形變現(xiàn)正、負(fù)兩個(gè)應(yīng)變區(qū)。這時(shí)候壓力傳感器摻雜電阻化，從而使摻雜電阻的阻值發(fā)生變化，在惠斯頓電力成一定關(guān)系的電壓信號，這樣我們就利用惠斯頓力時(shí)，摻雜電阻阻值的變化轉(zhuǎn)換為輸出電壓的變化得到測量的壓力大小，這就是壓阻式 MEMS 壓力傳壓力傳感器的原理阻式 MEMS 壓力傳感器的工作原理之前，我們先來 2-2 是人們采用集成電路工藝技術(shù)制作而成的壓力

圖 2-3 壓力傳感器的三維模型圖 2-3 為使用三維建模軟件 CATIA 建立的壓阻式 MEMS 壓力傳感器型。壓阻式 MEMS 壓力傳感器硅基底邊長為 1200μm，高度為 200的正四棱臺底部邊長為 600 ，上部邊長 450 ，上部邊長也就是的邊長，四棱臺高度由彈性膜片厚度決定

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]MEMS壓阻式壓力傳感器技術(shù)研究[D]. 牛松杰.蘇州大學(xué) 2016
[4]硅壓阻式壓力傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 龔雄輝.華中科技大學(xué) 2016
[5]一種大量程壓阻式壓力傳感器的設(shè)計(jì)[D]. 翁榕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]硅橋式壓阻壓力傳感器溫度補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)[D]. 石海星.西南交通大學(xué) 2012
[7]MEMS器件的可靠性研究與測試系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 詹林獻(xiàn).廈門大學(xué) 2009



本文編號：3301790