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基于MEMS的硅微压阻式加速度传感器的设计 被引量:6
1
作者 张建碧 《电子科技》 2009年第10期40-42,共3页
随着硅微机械加工技术(MEMS)的快速发展,各种基于MEMS技术的器件应运而生。文中首先对传感器结构及工作原理进行了简单介绍,给出了一种基于MEMS技术制作的压阻式硅微加速度传感器的结构和工艺,并对制作的加速度传感器样品进行了动态测试... 随着硅微机械加工技术(MEMS)的快速发展,各种基于MEMS技术的器件应运而生。文中首先对传感器结构及工作原理进行了简单介绍,给出了一种基于MEMS技术制作的压阻式硅微加速度传感器的结构和工艺,并对制作的加速度传感器样品进行了动态测试,测试结果表明实验与理论设计值相符。 展开更多
关键词 加工 微压阻式加速度传感器 有限元分析
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基于MEMS的硅微压阻式加速度传感器设计 被引量:4
2
作者 张建碧 《电子与封装》 2009年第10期39-41,共3页
硅微加速度传感器是MEMS器件中的一个重要分支,具有十分广阔的应用前景。由于硅微加速度传感器具有响应快、灵敏度高、精度高、易于小型化等优点,而且该种传感器在强辐射作用下能正常工作,因而在近年来发展迅速。文章首先对传感器结构... 硅微加速度传感器是MEMS器件中的一个重要分支,具有十分广阔的应用前景。由于硅微加速度传感器具有响应快、灵敏度高、精度高、易于小型化等优点,而且该种传感器在强辐射作用下能正常工作,因而在近年来发展迅速。文章首先对传感器结构及工作原理进行了简单介绍,给出了一种基于MEMS技术制作的压阻式硅微加速度传感器的结构和工艺,并对制作的加速度传感器样品进行了动态测试,测试结果表明与理论设计值基本吻合。 展开更多
关键词 加工 微压阻式加速度传感器 有限元分析
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压阻式硅微加速度传感器的结构设计与仿真 被引量:5
3
作者 隋丽 石庚辰 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2003年第B03期52-55,共4页
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 。
关键词 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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一种微机械压阻式加速度传感器及其设计优化 被引量:4
4
作者 黄树森 郭南翔 +3 位作者 黄晖 宋朝辉 李欣昕 王跃林 《微纳电子技术》 CAS 2003年第7期305-308,共4页
给出了一种新型的微梁直拉直压的微机械压阻式加速度传感器的工作原理。该设计能同时提高传感器的灵敏度和自由振动频率。基于分析模型 ,本文还给出了传感器的结构优化和各种量程的设计规则。采用SOI硅片和深反应离子刻蚀 (DRIE)
关键词 机械 加速度传感器 设计优化 粱直拉直 离子刻蚀 振动频率
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MEMS压阻式加速度传感器的优化设计 被引量:10
5
作者 杜春晖 何常德 +3 位作者 葛晓洋 于佳琪 熊继军 张文栋 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第6期848-852,共5页
提出了一种新型的MEMS压阻式加速度传感器,该传感器采用"四悬臂梁-质量块"结构,16个压敏电阻完全对称布放于悬臂梁上应力变化的线性区,既提高了传感器的灵敏度,又降低了轴间耦合度和非线性度。通过与八悬臂梁结构的仿真对比,... 提出了一种新型的MEMS压阻式加速度传感器,该传感器采用"四悬臂梁-质量块"结构,16个压敏电阻完全对称布放于悬臂梁上应力变化的线性区,既提高了传感器的灵敏度,又降低了轴间耦合度和非线性度。通过与八悬臂梁结构的仿真对比,得出该传感器具有更高的抗横向耦合性,约为八悬臂梁结构的30倍。 展开更多
关键词 对称分布 抗耦合性 三维 加速度传感器
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特种压阻式加速度传感器的研制 被引量:3
6
作者 赵立波 赵玉龙 蒋庄德 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1049-1052,共4页
通过动力学分析和有限元模拟,设计出了具有高过载保护功能的加速度传感器结构.采用微型机械电子系统技术和集成电路工艺制作出了高精度、高灵敏度的硅微固态压阻平膜芯片,通过玻璃粉烧结工艺将其键合在弹性梁的应力集中处,利用激光焊接... 通过动力学分析和有限元模拟,设计出了具有高过载保护功能的加速度传感器结构.采用微型机械电子系统技术和集成电路工艺制作出了高精度、高灵敏度的硅微固态压阻平膜芯片,通过玻璃粉烧结工艺将其键合在弹性梁的应力集中处,利用激光焊接工艺,制造了量程为±20 km/s2、过载能力为30倍满量程的特种压阻式加速度传感器.实验表明,在对传感器施加集中载荷和动态冲击的条件下,传感器可达到静态精度为0.86%满量程、动态响应频率为3.43 kHz的技术指标,从而满足了非常规武器在触发控制等特殊领域的应用要求. 展开更多
关键词 型机械电子系统 固态平膜芯片 弹性梁 高过载 加速度传感器
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封装材料对压阻式加速度传感器性能的影响 被引量:1
7
作者 李平 高世桥 +1 位作者 金磊 石云波 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期623-628,共6页
通过实验测试的方法研究分析封装材料对压阻式高量程加速度传感器性能的影响。对使用陶瓷材料和不锈钢材料封装的加速度传感器,利用拉曼光谱仪测试研究封装前后传感器结构中残余应力和压敏电阻阻值的变化,采用落锤、Hopkinson杆测试分... 通过实验测试的方法研究分析封装材料对压阻式高量程加速度传感器性能的影响。对使用陶瓷材料和不锈钢材料封装的加速度传感器,利用拉曼光谱仪测试研究封装前后传感器结构中残余应力和压敏电阻阻值的变化,采用落锤、Hopkinson杆测试分析传感器的灵敏度、高过载能力,并在实弹环境中测试不同封装传感器的测试精度的差别。实验结果显示,与陶瓷材料封装的压阻式加速度传感器相比,不锈钢材料封装的压阻式加速度传感器在封装后结构的残余应力和压敏电阻阻值的变化更大,但不锈钢封装传感器的灵敏度更大、高过载能力更强,同时实弹环境中可靠性和测试精度更高。 展开更多
关键词 固体力学 残余应力 拉曼光谱仪 加速度传感器 封装管壳材料
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一种高g值压阻式加速度传感器 被引量:6
8
作者 肖咸盛 卞玉民 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第4期261-267,284,共8页
基于压阻效应,利用微电子机械系统(MEMS)技术,研制了一种可用于多领域的高g值加速度传感器。加速度传感器采用四端全固支八梁结构,利用力学计算、ANSYS仿真和工艺约束相结合的方法确定了结构参数。通过对压敏电阻的数量、结构和布放位... 基于压阻效应,利用微电子机械系统(MEMS)技术,研制了一种可用于多领域的高g值加速度传感器。加速度传感器采用四端全固支八梁结构,利用力学计算、ANSYS仿真和工艺约束相结合的方法确定了结构参数。通过对压敏电阻的数量、结构和布放位置的分析与设计,进一步减小了加速度传感器的横向灵敏度。采用硅-硅键合与共晶键合相结合工艺制作了圆片级气密封装的加速度传感器芯片,并用塑封工艺实现了加速度传感器芯片的封装,易于批量生产和工业应用。最后,对加速度传感器的性能进行了测试,结果表明灵敏度为1.5~2μV/g,一阶固有频率大于200 kHz,在1.5×10~5 g量程内正常并有效工作,抗过载大于2.5×10~5 g。 展开更多
关键词 高g 效应 加速度传感器 电子机械系统(MEMS) 圆片级封装
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10~5g压阻效应阵列式加速度微传感器硅悬臂梁结构分析 被引量:2
9
作者 谢元睿 刘晓明 《电子机械工程》 2004年第6期54-56,61,共4页
在已有105g压阻效应阵列式加速度微传感器版图设计的基础上,应用有限元理论及相关软件,对版图中的硅微悬臂梁进行了模态分析和结构动态计算。将宏观理论应用到微观结构分析中;并对该种结构的加速度传感器的样品进行了冲击实验,得到实验... 在已有105g压阻效应阵列式加速度微传感器版图设计的基础上,应用有限元理论及相关软件,对版图中的硅微悬臂梁进行了模态分析和结构动态计算。将宏观理论应用到微观结构分析中;并对该种结构的加速度传感器的样品进行了冲击实验,得到实验曲线。对计算分析与实验结果进行了比较,指出并分析了误差可能出现的方面。 展开更多
关键词 阵列加速度传感器 模态分析 结构分析 有限元 沙漏效应
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灵敏度和偏移补偿的MEMS压阻式加速度传感器 被引量:1
10
作者 侯倩萍 常京 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第9期72-77,共6页
针对传感器中存在的灵敏度和偏移补偿问题,提出了一种新的MEMS压阻式加速度传感器设计,它由一个传感器和一个总的接口电路构成,可用0.18μm商用CMOS工艺实现设计。传感器结构由8个硼扩散结晶体压敏电阻连接起来构成一个惠斯通电桥来感... 针对传感器中存在的灵敏度和偏移补偿问题,提出了一种新的MEMS压阻式加速度传感器设计,它由一个传感器和一个总的接口电路构成,可用0.18μm商用CMOS工艺实现设计。传感器结构由8个硼扩散结晶体压敏电阻连接起来构成一个惠斯通电桥来感知加速度;接口电路由一个主放大器和传感器灵敏度及温度偏移补偿电路构成;实验结果表明,传感器具有很高的在轴加速度灵敏度和灵敏度补偿效果,整个系统具有可达5 k Hz的可扩展的系统带宽,而且偏移估计误差减少到了±10μV以内。 展开更多
关键词 MEMS 加速度传感器 补偿 灵敏度 动态范围 偏移估计误差
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MEMS压阻式加速度传感器的研究进展 被引量:3
11
作者 范树新 耿振亚 聂丽梅 《采矿技术》 2008年第4期120-121,147,共3页
介绍了MEMS压阻式加速度传感器的特点和工作原理,分析了国内外MEMS压阻式加速度传感器的研究热点及进展。
关键词 MEMS加速度传感器 研究现状 发展趋势
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一种低横向效应的压阻式加速度传感器设计 被引量:4
12
作者 赵思晗 石云波 +3 位作者 赵永祺 孙亚楠 任建军 李飞 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第8期577-582,共6页
为了提高传感器的测试精度、抑制传统传感器的横向效应问题,通过改变压阻排布方式设计了一种低横向效应的压阻式加速度传感器。该传感器采用8电阻十字梁结构,电阻全部对称排布在应力变化的线性区,使传感器在满足高灵敏度的同时消除了横... 为了提高传感器的测试精度、抑制传统传感器的横向效应问题,通过改变压阻排布方式设计了一种低横向效应的压阻式加速度传感器。该传感器采用8电阻十字梁结构,电阻全部对称排布在应力变化的线性区,使传感器在满足高灵敏度的同时消除了横向效应。通过有限元仿真分析得出该传感器的灵敏度为0.297 4μV/g,横向灵敏度为零,对封装后的传感器进行了Hopkinson杆冲击测试,横向灵敏度只占工作轴向灵敏度的1.1%,远小于相同结构尺寸下传统四电阻传感器的20.7%,而工作轴向灵敏度基本相同。实验表明,该传感器具有较高的工作轴向灵敏度和极低的横向灵敏度。 展开更多
关键词 加速度传感器 横向效应 灵敏度 排布 有限元仿真 HOPKINSON杆
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新型L形梁压阻微加速度传感器 被引量:3
13
作者 高廷金 熊斌 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1177-1180,共4页
介绍了一种新型的基于MEMS体硅加工工艺的L形梁压阻微加速度传感器。在加工过程中采用Si—Si直接键合完成底板与传感器支撑框体之间的粘合,使得后续加工工艺更加简单;采用DRIE释放梁结构,从而保证了梁结构的完整性。分析了该传感器的结... 介绍了一种新型的基于MEMS体硅加工工艺的L形梁压阻微加速度传感器。在加工过程中采用Si—Si直接键合完成底板与传感器支撑框体之间的粘合,使得后续加工工艺更加简单;采用DRIE释放梁结构,从而保证了梁结构的完整性。分析了该传感器的结构参数和灵敏度,并用ANSYS进行了有限元模拟,同时介绍了其工艺流程,以及封装后的测试结果。芯片尺寸为3.8 mm×3.8 mm×0.82 mm,其中敏感质量块尺寸为2 mm×2 mm×0.4 mm,梁尺寸为2 200μm×100μm×40μm。经初步测试,在采用5 V电源供电时灵敏度为0.5 mV/g左右,3 dB截止频率为520 Hz左右。 展开更多
关键词 电子机械系统 加速度传感器 L形梁
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压阻式加速度传感器温度补偿电路的设计 被引量:6
14
作者 杨文 靳鸿 +2 位作者 杨春迪 张晶 亢玮冬 《现代电子技术》 2022年第8期18-24,共7页
针对温度影响压阻式加速度传感器精确性和可靠性等问题,文中从压阻式加速度传感器的原理出发,结合公式推导解释其产生温漂的原因;通过高低温实验分别探究温度对压阻式单轴、三轴加速度传感器的影响,并对实验数据进行最小二乘曲线拟合,... 针对温度影响压阻式加速度传感器精确性和可靠性等问题,文中从压阻式加速度传感器的原理出发,结合公式推导解释其产生温漂的原因;通过高低温实验分别探究温度对压阻式单轴、三轴加速度传感器的影响,并对实验数据进行最小二乘曲线拟合,得出其变化关系式。依据变化关系式设计以FPGA为主控芯片的温度补偿电路,使用VHDL语言为系统编程并计算出其补偿值;然后对传感器进行温度补偿实验。结果表明:传感器的零位输出电压经差分放大后与基准电压较接近;补偿后,压阻式加速度传感器的温漂得到极大的改善,其精确性和可靠性得到提高,可满足外场试验的需要。 展开更多
关键词 加速度传感器 温漂特性 温度补偿 FPGA 最小二乘曲线拟合 差分运算 滤波电路 跟随器 零位输出电
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MEMS压阻加速度传感器阻尼特性研究 被引量:7
15
作者 卞玉民 郑锋 何洪涛 《微纳电子技术》 CAS 2008年第8期466-469,479,共5页
研究了空气阻尼对MEMS压阻加速度传感器性能的影响,建立了传感器动力学模型和空气阻尼模型,分析了空气间隙大小与传感器阻尼系数的相互关系,通过控制空气间隙可以达到控制加速度传感器阻尼的目的。根据分析结果设计了三明治结构封装的... 研究了空气阻尼对MEMS压阻加速度传感器性能的影响,建立了传感器动力学模型和空气阻尼模型,分析了空气间隙大小与传感器阻尼系数的相互关系,通过控制空气间隙可以达到控制加速度传感器阻尼的目的。根据分析结果设计了三明治结构封装的传感器,应用有限元仿真软件,对传感器的应力和应变进行了仿真计算,完成传感器结构参数设计;采用MEMS体硅加工工艺和圆片级封装工艺,制作了MEMS压阻加速度传感器。测试结果表明,采用三明治结构封装形式,可以控制压阻加速度传感器的阻尼特性,为提高传感器性能提供了途径。 展开更多
关键词 电机系统 加速度传感器 圆片级封装
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悬臂梁式硅微加速度传感器的设计仿真 被引量:4
16
作者 单光宝 魏海龙 刘佑宝 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2003年第3期69-72,共4页
文章利用ANSYS软件对悬臂梁式硅微加速度传感器敏感芯片进行了设计仿真,给出了一种能满足:量程50g,精度10-3要求的硅微加速度传感器的结构,并对加工时可能引入的工艺误差所带来的影响进行了讨论。
关键词 悬臂梁加速度传感器 设计 仿真 MEMS器件
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高g_n值悬臂梁式硅微加速度传感器的结构设计 被引量:2
17
作者 席占稳 赖百坛 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 2000年第6期39-43,共5页
针对高冲击加速度测量 ,分别就硅微加速度传感器等截面和变截面悬臂梁在不同结构尺寸下的应力状况及固有频率进行了有限元数值模拟 ;对等截面和变截面悬臂梁结构的灵敏度进行了分析比较和数值计算 ,结果都说明了采用变截面悬臂梁结构 ,... 针对高冲击加速度测量 ,分别就硅微加速度传感器等截面和变截面悬臂梁在不同结构尺寸下的应力状况及固有频率进行了有限元数值模拟 ;对等截面和变截面悬臂梁结构的灵敏度进行了分析比较和数值计算 ,结果都说明了采用变截面悬臂梁结构 ,灵敏度可提高近 30 % ;对选择的变截面悬臂梁结构的加速度传感器其量程为 1 0 0 0 0gn,有足够的抗过载能力 ,且横向灵敏度足够小 . 展开更多
关键词 悬臂梁 加速度 结构设计 速度传感器
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SOI压阻式面内加速度传感器的交叉灵敏度
18
作者 袁本铸 许煜 贾琛 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第10期822-827,共6页
设计了一种基于绝缘衬底上硅(SOI)片的面内振动压阻式加速度传感器,并针对其交叉灵敏度性能进行了研究,分析得出传感器的灵敏度与压阻微梁的轴向应力呈正比关系,并通过仿真说明该结构形式的加速度传感器具有非常低的交叉灵敏度,对检测... 设计了一种基于绝缘衬底上硅(SOI)片的面内振动压阻式加速度传感器,并针对其交叉灵敏度性能进行了研究,分析得出传感器的灵敏度与压阻微梁的轴向应力呈正比关系,并通过仿真说明该结构形式的加速度传感器具有非常低的交叉灵敏度,对检测方向的输出干扰非常小。进行了工艺加工和实验测试,实验结果表明,该面内振动的压阻式加速度传感器在20℃下,工作方向上的灵敏度为0.67 mV/g,而另外两个非工作方向(x轴和z轴)上的交叉灵敏度分别为7.3×10-4%和6.6×10-4%,对工作方向的加速度检测影响非常小,此结构的设计方法对于高性能的加速度传感器的研究具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 绝缘衬底上硅(SOI)片 面内振动 传感器 加速度传感器 交叉灵敏度
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高冲击压阻式加速度传感器
19
《信息与电子工程》 2010年第4期502-502,共1页
高冲击微机械压阻式加速度传感器是典型的微机械产品,具有体积小、量程大、频带宽、直流响应等特点,在需要高冲击信号测量的场合有重要应用价值。其基本工作原理是以半导体的压阻效应为基础,常用梁岛结构,
关键词 加速度传感器 高冲击 机械产品 信号测量 效应 工作原理 机械 体积小
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汽车碰撞试验用多轴压阻加速度传感器及校准方法 被引量:5
20
作者 沈莉 沈自伟 +1 位作者 赵敬月 徐坚杰 《上海计量测试》 2011年第2期30-33,共4页
通过对汽车碰撞试验用多轴加速度传感器的特性介绍,推荐了在汽车碰撞试验领域中多轴压阻式加速度传感器的选用方法。并针对汽车碰撞试验用多轴压阻式加速度传感器的计量性能结合相关标准及设备对主要校准参数、方法做了探讨,建立了一套... 通过对汽车碰撞试验用多轴加速度传感器的特性介绍,推荐了在汽车碰撞试验领域中多轴压阻式加速度传感器的选用方法。并针对汽车碰撞试验用多轴压阻式加速度传感器的计量性能结合相关标准及设备对主要校准参数、方法做了探讨,建立了一套基于比较法为原理的校准方法。从而进一步保障汽车碰撞试验数据的准确度,提升碰撞试验的可信度。 展开更多
关键词 汽车碰撞 多轴加速度传感器 校准
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