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题名微压阻式传感器有限元模拟及线性度优化设计
被引量：1
- 1
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作者
李文明
陈春俊
周丽名
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机构
西南交通大学机械工程学院
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出处
《机械设计与制造》
北大核心
2018年第1期152-155,共4页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51475387)
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文摘
薄膜结构微压阻式传感器在提高灵敏度过程中容易引入非线性误差,导致传感器输出性能变差。通过分析微压阻式传感器核心敏感元件结构,利用Ansys软件建立硅杯薄膜有限元分析模型,并通过弹性力学方法对有限元模拟的精确度进行验证。针对薄膜结构传感器非线性误差随灵敏度提升而急剧增加的问题,为了提高传感器的线性性能,通过在敏感薄膜下方集成双岛结构,并分析优化岛长和岛宽等结构参数,得到了一种输出线性度优良的双岛结构传感器模型。模型输出结果表明:双岛结构挠度线性度为0.8%,相比薄膜结构8.6%有了较大的改善,电压输出线性度为0.9%,能满足使用要求,且实现了高灵敏度下线性输出优良的传感器模型设计。
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关键词
微压阻式传感器
有限元
线性度
敏感薄膜
双岛结构
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Keywords
Micro Piezoresistive Sensor
Finite Element
Linear Degree
Sensitive Films
Dual Island Structure
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名压阻式硅微加速度传感器的结构设计与仿真
被引量：5
- 2
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作者
隋丽
石庚辰
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机构
北京理工大学机电工程学院
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出处
《探测与控制学报》
CSCD
北大核心
2003年第B03期52-55,共4页
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文摘
一般的压阻式硅微加速度传感器结构多采用单梁加质量块的形式 ,这种形式的传感器灵敏度比较高 ,但它的横向效应较难克服 ,文中提出一种四梁结构的加速度传感器 ,通过仿真计算 。
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关键词
压阻式硅微加速度传感器
结构设计
仿真
工作原理
受力分析
灵敏度
频率分析
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Keywords
accelerometer
sensitivity
resonant frequency
cross sensitivity
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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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题名高性能SOI基纳米硅薄膜微压阻式压力传感器的研究
被引量：5
- 3
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作者
高颖
姜岩峰
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机构
江南大学物联网工程学院电子工程系
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出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期839-848,共10页
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基金
国家自然科学基金面上项目(61774078)。
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文摘
针对高端领域对高性能微小量程压力传感器的迫切需求,设计并实现了一种应用于电子血压计的高性能SOI基纳米硅薄膜微压阻式压力传感器,并提出了相应的检测电路。根据小挠度弯曲理论设计了传感器方形敏感薄膜结构,确定了纳米硅薄膜压敏电阻的阻值大小和尺寸。采用ANSYS有限元分析(FEA)对所设计的传感器结构进行仿真,根据仿真结果确定了压敏电阻在膜片上的最佳放置位置。基于标准MEMS制造技术,在SOI基纳米硅薄膜上设计并实现了该压力传感器。实测结果表明,室温下,在0~40 kPa微压测量范围内所设计的传感器检测灵敏度可达0.45 mV/(kPa·V),非线性度达到0.108%F.S。在-40℃~125℃的工作温度范围内,温度稳定性好,零点温度漂移系数与灵敏度温度漂移系数分别为0.0047%F.S与0.089%F.S。所设计的压力传感器及其检测电路,在现代医疗、工业控制等领域具有较大的应用潜力。
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关键词
SOI基
纳米硅薄膜
微压阻式压力传感器
检测电路
有限元分析(FEA)
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Keywords
SOI⁃based
nano⁃silicon film
micro⁃piezoresistive pressure sensor
detection circuit
finite element analysis(FEA)
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分类号
S951.43
[农业科学—水产养殖]
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题名脉动压力测试传感器模拟及振动干扰机理分析
被引量：1
- 4
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作者
李文明
陈春俊
周建容
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机构
西南交通大学机械工程学院
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出处
《机械设计与制造》
北大核心
2018年第12期10-13,共4页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51475387)
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文摘
微压阻式传感器在高速动车组脉动压力测试中由于压力幅值低、振动冲击等干扰大,导致测试信号信噪比低,难以有效提取出脉动压力。通过分析微压阻式传感器信号测试过程及结构受力原理,采用结构-电耦合有限元方法建立了一种梁膜岛式的传感器模型,能有效提高传感器的灵敏度;通过振动信号对传感器模型进行激扰,得到传感器模型的振动干扰输出;通过密闭模型车体振动试验,利用EMD分解得出传感器的振动气压总输出,分离出传感器振动干扰,即可得到车体振动引起的流场脉动压力;通过CFD软件建立车体模型,加载相同振动干扰得到流场脉动压力进行验证。结果表明:两种方法提取出的脉动压力趋势及幅值一致,证明了振动干扰机理分析的正确性,并为脉动压力提取提供了理论指导。
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关键词
脉动压力
振动干扰
有限元
微压阻式传感器
梁膜岛
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Keywords
Pulse Pressure
Vibration Disturbance
Finite Element
Piezoresistive Sensor
Beam-Membrane-Island
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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