单面多层结构硅微压传感器的研制 被引量：5

1

作者 任建军 杨恒 +2 位作者 李昕欣 沈绍群 鲍敏杭 《传感技术学报》 CAS CSCD 1997年第4期1-6,共6页

提出并利用“掩模-无掩模”腐蚀的方法形成了一种新型单面多层结构的硅微压传感器,该传感器针对用体微机械双面加工的硅压阻式压力传感器的不足,从结构上给予了改进,文中给出了理论分析和实验结果。研制的微压传感器在400Pa的微小量程下... 提出并利用“掩模-无掩模”腐蚀的方法形成了一种新型单面多层结构的硅微压传感器,该传感器针对用体微机械双面加工的硅压阻式压力传感器的不足,从结构上给予了改进,文中给出了理论分析和实验结果。研制的微压传感器在400Pa的微小量程下,输出可达34mV/5V,非线性仅为±0.6％F.S. 展开更多

关键词 传感器 微压传感器 压阻 硅 腐蚀 结构

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基于SOI晶圆材料的硅微压传感器 被引量：4

2

作者 李新 刘野 +1 位作者 刘沁 孙承松 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第5期15-16,共2页

为解决硅微压传感器制作过程中存在的问题,以SOI晶圆材料为基础,使用有限元方法优化设计岛-膜型1kPa压力敏感结构,采用MEMS工艺完成传感器芯片制作,并对封装后的传感器进行了测试。测试结果表明,传感器输出灵敏度大于60 mV/kPa,非线性小... 为解决硅微压传感器制作过程中存在的问题,以SOI晶圆材料为基础,使用有限元方法优化设计岛-膜型1kPa压力敏感结构,采用MEMS工艺完成传感器芯片制作,并对封装后的传感器进行了测试。测试结果表明,传感器输出灵敏度大于60 mV/kPa,非线性小于0.1%FS,精度小于0.5%FS,器件具有较好的性能指标。 展开更多

关键词 硅微压传感器 岛-膜结构 SOI晶圆

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测量压电式微压传感器灵敏度的新方法 被引量：3

3

作者 王丽坤 朱同淑 +2 位作者 李书相 李光 张福学 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第2期76-77,共2页

研制了一套压电微压传感器的性能测量系统，它采用均匀声腔硅油介质中传播的声波作为压力源，标准传感器和被测传感器同时接收波动声压，比较两传感器的输出，测定被测传感器的灵敏度及频响。实验测试了3只压电式微压传感器，结果表明... 研制了一套压电微压传感器的性能测量系统，它采用均匀声腔硅油介质中传播的声波作为压力源，标准传感器和被测传感器同时接收波动声压，比较两传感器的输出，测定被测传感器的灵敏度及频响。实验测试了3只压电式微压传感器，结果表明：传感器的灵敏度平均为3．0mV／Pa，工作频率为20～2000Hz，灵敏度随频率波动小于0．5mV／Pa，灵敏度重复偏差小于0．24mV／Pa。 展开更多

关键词 压电 微压传感器 灵敏度 测试系统

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3D层状木基微压传感器的制备及性能 被引量：1

4

作者 王宁 张妍 +4 位作者 夏兆鹏 刘亚亚 潘佳俊 刘雍 王亮 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期148-156,共9页

【目的】将去除木质素、半纤维素组分的木材作为传感器骨架材料,研究其与导电聚合物的含固比对压力传感器感测性能的影响,为开发基于绿色天然材料的低成本、高性能传感器提供新思路。【方法】以轻木为原料,通过NaClO2、NaOH溶液两步法... 【目的】将去除木质素、半纤维素组分的木材作为传感器骨架材料,研究其与导电聚合物的含固比对压力传感器感测性能的影响,为开发基于绿色天然材料的低成本、高性能传感器提供新思路。【方法】以轻木为原料,通过NaClO2、NaOH溶液两步法选择性地从细胞壁中去除木质素和半纤维素组分,应用冷冻干燥技术制备木基气凝胶并将其作为传感器骨架材料;采用浸渍法将气凝胶骨架浸入导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)和偶联剂3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(GOPS)混合溶液中,经冷冻干燥后低温加热使三者交联,制备3D层状木基微压传感器;对3D层状木基微压传感器进行结构形态表征和电学、感测性能测试,探讨木基气凝胶骨架与PEDOT∶PSS含固比对压力传感器感测性能的影响。【结果】木基气凝胶骨架结构机械可压缩性好、高度多孔、具有特殊分层结构,有利于PEDOT∶PSS和GOPS混合溶液吸附,CPG-0.25、CPG-0.5、CPG-0.75的电导率分别为0.02、0.15和3.04 mS·cm^(-1),最大压缩应变分别为72%、62%和51%,微压灵敏度分别为95.93(R^(2)=99.6%)、96.88(R^(2)=99.8%)和108.34 kPa-1(R^(2)=99.1%),随着PEDOT∶PSS含固比增大,复合导电气凝胶的电导率不断增大,传感器最大压缩应变逐渐减小,传感器在微压(1.5 kPa)下灵敏度逐渐增大,压力传感器CPG-0.75的微压灵敏度最高,且显示出良好的线性度和优异的稳定性(2 kPa下5 000个加载-卸载循环试验的相对电阻变化率稳定,无明显电信号波动)。【结论】木基气凝胶与PEDOT∶PSS含固比对3D层状木基微压传感器的微压灵敏度影响较大,随着PEDOT∶PSS含固比增大,复合导电气凝胶的导电性增强,传感器微压灵敏度提高。3D拱形层状多孔木基气凝胶骨架一方面在微小压力作用下传感器能够产生更多接触,电阻变化率较大,使传感器具有优异的微压灵敏度;另一方面骨架结构机械可压缩性好,使传感器具有良好的稳定性。 展开更多

关键词 3D 层状多孔 木基气凝胶 微压传感器 高灵敏度

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微压传感器制造中的硅杯腐蚀 被引量：2

5

作者 杨学昌 张九惠 沈桂芬 《传感器技术》 CSCD 1989年第6期31-34,27,共5页

<正> 一、前言 对于杯式扩散硅压力传感器来讲,硅杯是决定其性能优劣的关键部件。我们知道,工作压力P与硅杯的几何尺寸应满足下式要求: 其中,r为硅杯半径;h为膜片厚度;σ_c为硅的弹性极限,σ_c=8×10~7Pa。(1)

关键词 微压传感器 传感器 硅杯腐蚀

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硅微超微压传感器设计 被引量：1

6

作者 邱峰 季霞 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第10期93-95,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 硅微超微压传感器 双差动结构 结构与工艺设计

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正方形膜片微压传感器设计分析及各向异性腐蚀技术

7

作者 张九惠 沈桂芬 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第1期29-34,共6页

本文介绍了正方形膜片微压传感器的结构,分析了其设计思想。并就利用正方形膜片开发的微压传感器的灵敏度作了分析,与同尺寸的圆形膜片比较其灵敏度提高了20%。最后较详细的讨论了微压传感器研制中关键问题——各向异性腐蚀技术。

关键词 正方形膜片 微压传感器 腐蚀技术

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用铌基弹性膜片的耐蚀微压传感器

8

作者 黄特伟 吴启民 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1992年第3期1-2,5,共3页

用铌基弹性合金Nb—25Ti～5Al薄片为弹性膜片,用3J53合金棒材车制壳体,两者相焊成传感器元件。所装成的耐蚀微压传感器稳定性好、温漂小、精度高、反应快、频响范围宽、量程低且耐蚀性优异。特别适用于测腐蚀流体的微小压力(<1MPa)... 用铌基弹性合金Nb—25Ti～5Al薄片为弹性膜片,用3J53合金棒材车制壳体,两者相焊成传感器元件。所装成的耐蚀微压传感器稳定性好、温漂小、精度高、反应快、频响范围宽、量程低且耐蚀性优异。特别适用于测腐蚀流体的微小压力(<1MPa)。几年来实用于各方面,皆收到良好的应用效果。 展开更多

关键词 弹性膜片 微压传感器 铌基弹性合金

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抗高过载微压传感器 被引量：4

9

作者 尹颢 杨恒 +2 位作者 王文襄 沈绍群 鲍敏杭 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2001年第4期48-51,共4页

在提高微压传感器灵敏度的研究过程中 ,会遇到非线性和稳定性变差、过载能力不够以及静电封接时背岛与玻璃粘接造成器件失效等现象。提出了应力匀散结构和两层岛的限位结构 ,利用有限元分析和近似解析分析 ,设计了新的双岛 -梁 -膜结构 ... 在提高微压传感器灵敏度的研究过程中 ,会遇到非线性和稳定性变差、过载能力不够以及静电封接时背岛与玻璃粘接造成器件失效等现象。提出了应力匀散结构和两层岛的限位结构 ,利用有限元分析和近似解析分析 ,设计了新的双岛 -梁 -膜结构 ,成功地研制出抗高过载微压传感器。量程为 0 .3kPa ,总精度为 0 .4% ,过载能力 > 展开更多

关键词 微压传感器 过载能力 非线性 灵敏度

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一种航空配套微压传感器芯片设计及制备 被引量：5

10

作者 李闯 赵立波 +3 位作者 王尊敬 徐留根 张磊 涂孝军 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1022-1026,共5页

针对航空领域微小压力测量需求,介绍了一种沟槽梁膜复合结构压力芯片的设计和制备方法。设计的压力芯片解决了传统硅压阻压力传感器灵敏度与线性度的固有矛盾,通过有限元分析可动膜片应力应变输出,并结合曲线拟合分析,提出了一种优化芯... 针对航空领域微小压力测量需求,介绍了一种沟槽梁膜复合结构压力芯片的设计和制备方法。设计的压力芯片解决了传统硅压阻压力传感器灵敏度与线性度的固有矛盾,通过有限元分析可动膜片应力应变输出,并结合曲线拟合分析,提出了一种优化芯片可动膜片结构尺寸的设计方法。利用MEMS加工工艺,实现了沟槽梁膜双重应力集中结构压力芯片的制备。在量程0~1 psi范围内,传感器灵敏度30.9 mV/V/psi,非线性误差0.25%FS,综合精度0.34%FS,实现了灵敏度和线性度的同步提高,满足了飞行器高度、风洞测试等领域的微压测试需求。 展开更多

关键词 微压传感器 芯片设计 曲线拟合 灵敏度 非线性误差

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四电极电化学腐蚀在微压传感器制造中的应用 被引量：1

11

作者 乔文华 张纯棣 张治国 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2000年第8期11-12,共2页

在研究四电极电化学腐蚀工艺过程中 ,考虑了与扩散硅压力传感器芯片平面工艺的兼容性 ,使得该工艺用于微压传感器的制造。微压传感器采用梁膜结构设计 ,膜区厚度为 1 0 μm ,制造出的微压传感器灵敏度为 5 0mV/ 3kPa/ 1mA ,端点法非线性... 在研究四电极电化学腐蚀工艺过程中 ,考虑了与扩散硅压力传感器芯片平面工艺的兼容性 ,使得该工艺用于微压传感器的制造。微压传感器采用梁膜结构设计 ,膜区厚度为 1 0 μm ,制造出的微压传感器灵敏度为 5 0mV/ 3kPa/ 1mA ,端点法非线性为 0 .5 %。 展开更多

关键词 四电极 电化学腐蚀 微压传感器 梁膜结构 制造

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硅微微压传感器研究进展 被引量：1

12

作者 夏文明 丁建宁 杨继昌 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第9期12-14,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 硅微超微压传感器 电容式 双差动结构

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转移石墨烯内部缺陷及其MEMS压阻式微压传感器研究 被引量：2

13

作者 张琪 张栋梁 +1 位作者 庞星 赵玉龙 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第12期9-14,共6页

石墨烯受力后变形可以产生压阻效应,利用这个原理,制作石墨烯微压传感器。但是在实验中,发现石墨烯会产生诸多缺陷,进而影响石墨烯的压阻效应。因此,该文采用拉曼确认转移后SiO2基底上双层石墨烯的褶皱形成和缺陷形成很少。同时,采用XP... 石墨烯受力后变形可以产生压阻效应,利用这个原理,制作石墨烯微压传感器。但是在实验中,发现石墨烯会产生诸多缺陷,进而影响石墨烯的压阻效应。因此,该文采用拉曼确认转移后SiO2基底上双层石墨烯的褶皱形成和缺陷形成很少。同时,采用XPS确定石墨烯在制作传感器过程中表面的有N、O等污染原子吸附。AFM表面图像发现转移后的表面很平整。并采用MEMS工艺完成石墨烯微压传感器的制作,利用3D打印的腔体完成传感器的封装,通过气体微亚泵对传感器施加压力,得到压力测量量程在0~3 kPa,电阻温度系数极低。该研究可为石墨烯作为压阻传感器提供更细致的理论基础和技术指导。 展开更多

关键词 石墨烯微压传感器 MEMS 石墨烯压阻 缺陷 RAMAN XPS AFM

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提高微压传感器灵敏度的深盆腔压力膜片研究(二)

14

作者 郑丹 宋朝辉 张鲲 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2002年第12期1-2,共2页

关键词 微压传感器 灵敏度 深盆腔压力膜片 有限元

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一种压阻式微压传感器芯片设计与实现 被引量：9

15

作者 吴佐飞 尹延昭 +1 位作者 田雷 王永刚 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第6期73-74,78,共3页

基于压阻效应和惠斯通电桥原理,设计了一种压阻式微压传感器;为了增大灵敏度,设计了一种折弯形的压敏电阻。从微压芯片敏感薄膜的设计、敏感电阻条的确定以及敏感电阻器位置的选取等方面考虑,设计了具有应力匀散效应的梁-膜结构并进行... 基于压阻效应和惠斯通电桥原理,设计了一种压阻式微压传感器;为了增大灵敏度,设计了一种折弯形的压敏电阻。从微压芯片敏感薄膜的设计、敏感电阻条的确定以及敏感电阻器位置的选取等方面考虑,设计了具有应力匀散效应的梁-膜结构并进行了工艺验证。验证结果表明:所设计的微压芯片灵敏度达到了24 mV/kPa,非线性优于0.2%FS。 展开更多

关键词 压阻效应 微压传感器 绝缘体上硅 梁-膜结构

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便携式呼吸机用微压传感器

16

作者 张仲平 李华军 +1 位作者 王文襄 曹滨冬 《传感器技术》 CSCD 1997年第6期43-45,共3页

为战场救护用的便携式呼吸机开发了一种量程为2kPa的小型微压传感器．为减小尺寸及冲击振动的影响，采用了微机械加工的方形平膜结构和梁膜复合结构。两种设计均能满足使用的要求．

关键词 便携式 呼吸机 微型 微压传感器 战场救护

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CGW—1单晶硅微压传感器简介

17

《航空制造技术》 1979年第11期47-48,共2页

一、结构与工作原理 CGW-1单晶硅微压传感器是利用硅的压阻效应,以硅平面工艺为基础制成的一种新型压力传感器,也称压阻传感器。其结构如图。硅膜片组件是传感器的核心,在N型(111)硅膜片(图右部)的<110>晶向上,在等效应区扩散12个... 一、结构与工作原理 CGW-1单晶硅微压传感器是利用硅的压阻效应,以硅平面工艺为基础制成的一种新型压力传感器,也称压阻传感器。其结构如图。硅膜片组件是传感器的核心,在N型(111)硅膜片(图右部)的<110>晶向上,在等效应区扩散12个P型电阻,选择一组最佳电阻组成电桥,以直径为50微米的金丝热压焊在扩散电阻的铝电极上,并将另一端以锡焊联到绝缘子的柯伐丝上,组成四臂全差动惠斯登电桥。膜片与硅环用金硅共熔法形成刚性连接。硅膜片组件装于壳体与隔环中间,用螺纹压盖通过O型密封圈将其轴向压紧,构成密封压力腔。 展开更多

关键词 硅微压传感器 CGW 硅膜片 惠斯登电桥 压阻效应 压阻传感器 膜片组件 单晶 晶形

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基于磁性液体粘度的水平磁性液体微压差传感器动态响应特性研究 被引量：2

18

作者 谢君 李德才 张志力 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1544-1551,共8页

微压差传感器在工业和民用领域有着广泛的应用。基于前期设计的水平磁性液体微压差传感器结构模型,着重探讨了磁性液体的粘度对该传感器结构模型动态响应特性的影响,并建立相关的理论模型。本文中的水平磁性液体微压差传感器能够用于静... 微压差传感器在工业和民用领域有着广泛的应用。基于前期设计的水平磁性液体微压差传感器结构模型,着重探讨了磁性液体的粘度对该传感器结构模型动态响应特性的影响,并建立相关的理论模型。本文中的水平磁性液体微压差传感器能够用于静态和动态的微压差测量,根据理论推导和实验研究,可知在静态测量过程中,磁性液体的粘度和饱和磁化强度只影响水平磁性液体微压差传感器的测量范围,对其他的静态测量参数影响很小。然而在动态测量过程中,磁性液体的粘度对水平磁性液体微压差传感器的动态参数将产生极大影响,例如上升时间,超调量,振荡次数,稳定时间等。通过本文的研究可知,当水平磁性液体微压差传感器同时用于静态测量和动态测量时,应采用粘度和饱和磁化强度适中的煤油基和机油基磁性液体。采用煤油基和机油基磁性液体的水平磁性液体微压差传感器在激励电压大小为10 V,激励频率为1000 Hz的条件下,在500 Pa以内的阶跃压强作用下该传感器系统的上升时间0.1 s,超调量15%,振荡次数5,调节时间0.7 s。 展开更多

关键词 磁性液体 微压传感器 传递函数 动态响应

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基于MEMS技术的超微压压力传感器研究进展 被引量：4

19

作者 薛伟 王权 +1 位作者 丁建宁 杨继昌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期157-159,共3页

针对国内外在硅微型压阻式压力传感器上的研究进展和产业化情况,从复合弹性元件的设计、芯片微加工工艺、芯片无应力封装和后期动静态标定等方面指出了其深入研究方向,以及产业化存在的问题和相应的对策。

关键词 超微压压力传感器 微机电系统 无应力封装 综述

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磁性液体微压差传感器动态建模研究 被引量：4

20

作者 刘雪莉 杨庆新 杨文荣 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S1期7-12,共6页

磁性液体在传感器中的应用越来越广泛,对其动态性能的研究是其实用化的关键。本文基于流体运动学理论,考虑了磁性液体粘度在磁场中的变化,对磁性液体微压差传感器的动态特性进行了分析,建立了微压差传感器的磁场—流体场耦合模型,并对... 磁性液体在传感器中的应用越来越广泛,对其动态性能的研究是其实用化的关键。本文基于流体运动学理论,考虑了磁性液体粘度在磁场中的变化,对磁性液体微压差传感器的动态特性进行了分析,建立了微压差传感器的磁场—流体场耦合模型,并对建立的模型进行了仿真,仿真结果与理论值具有一致性。通过对传感器动态仿真研究,为进一步优化传感器结构,提高传感器精度提供了理论依据。 展开更多

关键词 磁性液体 微压差传感器 建模 动态仿真

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