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微型压阻式压力传感器的研制 被引量:2
1
作者 朱作云 李跃进 王文襄 《电子科技杂志》 1997年第1期22-25,共4页
用微机械加工技术开发出一种微型方杯压阻式压力传感器。文中介绍了微型压力传感器的设计思想和研制工艺中的关键技术,并给出了该传感器的参数。测试结果表明该传感器的主要性能已达到国内先进水平。
关键词 压力传感器 微机械加工 系数
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压阻式微型压力传感器敏感结构设计 被引量:11
2
作者 易选强 苑伟政 +2 位作者 马炳和 陈爽 邓进军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期782-786,共5页
在设计某一压阻式压力传感器特定敏感结构的过程中,对出现的技术难题进行了研究。文中的第2部分设计了弹性膜片的典型结构;第3部分设计了压敏电阻的尺寸以及阻值;第4部分使用ANSYS软件分析了弹性膜片在不同压力作用下的应力、应变分布,... 在设计某一压阻式压力传感器特定敏感结构的过程中,对出现的技术难题进行了研究。文中的第2部分设计了弹性膜片的典型结构;第3部分设计了压敏电阻的尺寸以及阻值;第4部分使用ANSYS软件分析了弹性膜片在不同压力作用下的应力、应变分布,确定了压敏电阻在弹性膜片上的最佳分布位置。分析结果表明:压敏电阻距离弹性膜片边缘越近,灵敏度越高。同时计算了不同外界压力载荷和不同位置条件下压敏电阻的电压输出变化情况,提取了敏感膜片的固有频率和响应时间。文中响应时间曲线表明:所设计的微型压阻式压力传感器响应速度快,稳定时间仅为1.0×10^(-5)s。 展开更多
关键词 传感器 微机电系统 微型压阻式压力传感器 膜片
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硅基MEMS梁-复合膜-岛压阻式压力传感器设计研究 被引量:1
3
作者 江浩 黄晶 +3 位作者 袁宇鹏 李春洋 苗晋威 李光贤 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第1期118-123,共6页
针对微机电系统(MEMS)压力传感器灵敏度与非线性度难以兼顾的问题,提出了一种梁-复合膜-岛压力传感结构,运用有限元仿真软件优化整体结构尺寸以得到最大纵横应力差、挠度,并设计压阻条压敏电阻掺杂类型、掺杂浓度、结构尺寸及分布位置... 针对微机电系统(MEMS)压力传感器灵敏度与非线性度难以兼顾的问题,提出了一种梁-复合膜-岛压力传感结构,运用有限元仿真软件优化整体结构尺寸以得到最大纵横应力差、挠度,并设计压阻条压敏电阻掺杂类型、掺杂浓度、结构尺寸及分布位置。将梁-复合膜-岛结构与传统结构的输出进行仿真对比,由仿真结果可知,梁-复合膜-岛结构在0~60 kPa压力范围内灵敏度较相关结构提升7%以上,较E型结构提升2倍,非线性度为0.029%FSS,满足MEMS微压压力传感器的高灵敏度、高线性度等要求,可支撑医疗领域相关应用研究。 展开更多
关键词 压力传感器 敏电 高灵敏度
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基于PSO-BP温度补偿算法的智能压力传感器设计
4
作者 张凌峰 丁晓宇 潘慕绚 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期160-168,共9页
压力信号是表征航空发动机工作性能的重要物理量。本文针对压力信号的高精度测量需求,提出了一种基于PSO-BP温度补偿算法的智能压力传感器设计方案。选取微电子机械系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)压阻式传感器作为信号感知... 压力信号是表征航空发动机工作性能的重要物理量。本文针对压力信号的高精度测量需求,提出了一种基于PSO-BP温度补偿算法的智能压力传感器设计方案。选取微电子机械系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)压阻式传感器作为信号感知端,通过模块化思想设计智能压力传感器的硬件和软件构架。针对压力传感器敏感元件因温度漂移造成的精度偏差问题,提出了一种基于PSO-BP神经网络的嵌入式温度补偿算法以提升测量精度。集成智能传感器软硬件功能,为验证智能传感器在全工况范围内的精度,进行多种压力、温度下的压力测量实验。结果表明,本文设计的智能压力传感器经补偿后满量程误差最大值为0.44%(量程范围为0~4 MPa),相比于传统插值法、多项式拟合法等温度补偿算法,精度提升至少20%,且算法单次仅耗时2μs,具有工程应用价值。 展开更多
关键词 航空发动机 MEMS智能压力传感器 模数转换驱动 温度补偿 PSO-BP神经网络
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应用于热泵空调系统的MEMS压力温度传感器设计及验证
5
作者 许鹏 聂靖宇 +1 位作者 王伟忠 李保岭 《微纳电子技术》 2025年第5期80-86,共7页
为了延长电动汽车的续航能力,热泵空调系统逐渐取代了传统的正温度系数(PTC)热敏电阻空调,应用于热泵空调系统的压力温度传感器是系统控制的关键部件。基于一款可以直接接触冷媒的微电子机械系统(MEMS)压阻式压力芯片,采用无引线倒装焊... 为了延长电动汽车的续航能力,热泵空调系统逐渐取代了传统的正温度系数(PTC)热敏电阻空调,应用于热泵空调系统的压力温度传感器是系统控制的关键部件。基于一款可以直接接触冷媒的微电子机械系统(MEMS)压阻式压力芯片,采用无引线倒装焊封装工艺,结合模块化装配的设计思路,开发了一款应用于汽车空调系统的压力温度传感器,并通过仿真手段证明了传感器的结构可靠性。通过对传感器进行测试,传感器的压力精度可以达到全温区±0.5%Vcc(Vcc为传感器供电电压),过载压力可达6 MPa,破裂压力达10 MPa。寿命测试后,传感器的误差范围依旧在±1%Vcc内。同时,传感器通过了功能测试和可靠性测试,应用前景广阔。 展开更多
关键词 热泵空调系统 压力温度传感器 模块化装配 微电子机械系统(MEMS) 无引线封装
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硅压阻式压力传感器温度补偿建模与算法研究 被引量:10
6
作者 孙凤玲 于海超 +2 位作者 王金文 方建雷 杨永刚 《微纳电子技术》 CAS 2007年第7期48-50,共3页
微电子技术的发展促进了硅传感器的加工工艺水平的提高,使硅传感器获得良好的一致性、稳定性和可靠性,而半导体的温度特性使硅压力传感器的零点和灵敏度随温度而发生漂移。针对硅压阻式压力传感器这一"弱点",介绍一种基于压... 微电子技术的发展促进了硅传感器的加工工艺水平的提高,使硅传感器获得良好的一致性、稳定性和可靠性,而半导体的温度特性使硅压力传感器的零点和灵敏度随温度而发生漂移。针对硅压阻式压力传感器这一"弱点",介绍一种基于压力芯片的惠斯顿电桥建立外接电阻补偿网络的数学模型,利用MatLab优化工具箱提供的优化方法构建算法,对补偿电阻求解,实现对温度漂移的补偿。该方法更有助于基于硅压阻式压力芯片的OEM型产品的大规模量产。 展开更多
关键词 压力传感器 漂移 惠斯顿电桥 补偿 优化
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压阻式压力传感器零点输出及其温漂研究 被引量:3
7
作者 许东华 林惠旺 +2 位作者 张兆华 谭智敏 刘理天 《微纳电子技术》 CAS 2007年第7期188-191,共4页
零点输出及零点温漂是传感器制造中的重要指标。结合设计制作的压阻式压力传感器重点分析了零点输出的产生机理,并对其接头和布线失配、复合层结构造成的应力分布、光刻随机误差造成的电阻失配及其他效应进行了量的分析。同时分析了它... 零点输出及零点温漂是传感器制造中的重要指标。结合设计制作的压阻式压力传感器重点分析了零点输出的产生机理,并对其接头和布线失配、复合层结构造成的应力分布、光刻随机误差造成的电阻失配及其他效应进行了量的分析。同时分析了它们对零点温漂的影响。最后,给出了一种整体设计流程来控制零点输出与提高成品率。 展开更多
关键词 压力传感器 零点输出 零点温漂
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曲面拟合算法在硅压阻式压力传感器温度特性研究中的应用 被引量:3
8
作者 庞芳 张海丰 +3 位作者 葛洪亮 张宇 崔虹云 王东方 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 CAS 2017年第1期100-102,共3页
通过曲面拟合算法推导出了硅压阻式压力传感器的待定常系数的拟合方程。并利用MATLAB软件计算得到拟合方程的常系数,最后给出了确定常系数的拟合方程。曲面拟合算法得到的线性的P和U方程很好地消除了二次项所导致的偏差,成功地解决了硅... 通过曲面拟合算法推导出了硅压阻式压力传感器的待定常系数的拟合方程。并利用MATLAB软件计算得到拟合方程的常系数,最后给出了确定常系数的拟合方程。曲面拟合算法得到的线性的P和U方程很好地消除了二次项所导致的偏差,成功地解决了硅压阻式压力传感器温度的响应问题。 展开更多
关键词 曲面拟合算法 压力传感器 拟合方程
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基于音效增强的压阻式传感器信号调理电路设计研究 被引量:1
9
作者 张仁新 何鹿良 《电声技术》 2024年第6期107-109,共3页
压阻式传感器是一种高灵敏传感器,已广泛应用于很多领域。基于此,提出一种基于音效增强技术的压阻式传感器信号调理电路设计方法,系统研究音效增强技术在信号调理中的应用,并通过实验验证了设计的有效性。该方法为传感器信号处理提供一... 压阻式传感器是一种高灵敏传感器,已广泛应用于很多领域。基于此,提出一种基于音效增强技术的压阻式传感器信号调理电路设计方法,系统研究音效增强技术在信号调理中的应用,并通过实验验证了设计的有效性。该方法为传感器信号处理提供一种新的解决方案,有效提高了数据的准确性和系统的可靠性。 展开更多
关键词 音效增强 传感器 电路设计
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基于LabVIEW设计的建筑压阻式压力传感器校准系统的设计与实现 被引量:8
10
作者 牛萍萍 《电子设计工程》 2017年第2期178-180,184,共4页
在传感器设计过程中压阻式压力传感器存在的主要问题是温度飘移和非线性问题,这种问题影响传感器性能的发挥,所以必须对传感器实施性能补偿,弥补测量误差。本文主要通过设计一种LabVIEW压阻式压力传感器校准系统来完善感器校准功能,利... 在传感器设计过程中压阻式压力传感器存在的主要问题是温度飘移和非线性问题,这种问题影响传感器性能的发挥,所以必须对传感器实施性能补偿,弥补测量误差。本文主要通过设计一种LabVIEW压阻式压力传感器校准系统来完善感器校准功能,利用软件设置和硬件设计,并通过反复的实验证明校准装置的精确度和稳定性,以便设计出高性能的传感器校准系统。实验结果表明该系统能够满足压阻式压力传感器稳定性和精确度,并使其稳定性和精确度提高了72%、76%。 展开更多
关键词 LABVIEW 压力传感器 校准系统
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压阻式气压传感器在大气压力探测中的一种应用电路的研究 被引量:2
11
作者 樊延虎 《延安大学学报(自然科学版)》 2000年第1期36-38,共3页
讨论了压阻式气压传感器在大气压力探测中的应用问题 ,设计了一种探测电路 ,并对其原理和性能时行了分析 。
关键词 探测 大气压力 V-T变换 传感器
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压阻式压力传感器灵敏度与线性度的仿真方法 被引量:9
12
作者 韩锐锐 张兆华 +2 位作者 任天令 林惠旺 刘理天 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2012年第2期96-101,123,共7页
灵敏度和线性度是压力传感器最重要的两个性能指标。为了制作出能够满足实际应用需求的压力传感器,必需探索出一种压力传感器灵敏度和线性度的有效仿真方法。提供了一种基于对压阻式压力传感器薄膜表面应力的有限元分析(FEA)和路径积分... 灵敏度和线性度是压力传感器最重要的两个性能指标。为了制作出能够满足实际应用需求的压力传感器,必需探索出一种压力传感器灵敏度和线性度的有效仿真方法。提供了一种基于对压阻式压力传感器薄膜表面应力的有限元分析(FEA)和路径积分的仿真方法,从而实现了在满量程范围内不同压力值下对传感器电压输出值的精确估计,在此基础上对压力传感器的灵敏度和线性度进行了有效仿真。实验结果验证了该方法的精确性:传感器样品的灵敏度测试值为42.462~44.460 mV/MPa,与仿真值之间的相对误差控制在3.3%以下,同时得到非线性低于0.16%的良好线性度以满足应用需求。 展开更多
关键词 灵敏度 线性度 压力传感器 有限元分析(FEA) 路径积分
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压阻式传感器用于服装压力测试的电路设计
13
作者 周彬 胡心怡 邓式皓 《山东纺织科技》 2006年第5期35-37,共3页
文章介绍了压阻式传感器的工作原理及其优越性能,结合高性能的放大及补偿电路进行了服装压力测试的电路设计。该服装压力测试方法为服装压力舒适性的客观评定提供了依据。
关键词 服装压力 传感器 放大及补偿电路
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新型硅压阻式压力传感器的设计、制作与性能补偿研究 被引量:7
14
作者 王银 张加宏 +2 位作者 李敏 陈虎 冒晓莉 《电子器件》 CAS 北大核心 2019年第6期1371-1377,共7页
为兼顾高灵敏度与低非线性误差,针对性地设计和研究了一种量程为105 kPa的新型MEMS硅压阻式压力传感器,该传感器通过部分刻蚀SOI硅膜引入了凸起的压敏电阻和L形半岛结构。首先利用ANSYS有限元模拟仿真分析了传感器的特性、确定了其参数... 为兼顾高灵敏度与低非线性误差,针对性地设计和研究了一种量程为105 kPa的新型MEMS硅压阻式压力传感器,该传感器通过部分刻蚀SOI硅膜引入了凸起的压敏电阻和L形半岛结构。首先利用ANSYS有限元模拟仿真分析了传感器的特性、确定了其参数,然后通过MEMS工艺制作了压力传感器芯片并对其进行了封装与测试。实验结果表明,常温下MEMS硅压阻式压力传感器的灵敏度为0.056 mV/(V·kPa),非线性误差为±1.12%。最后采用最小二乘函数校正法对传感器进行了非线性校正和迟滞误差补偿,性能补偿后MEMS硅压阻式压力传感器在全量程范围内的整体误差小于±0.24%FS。 展开更多
关键词 MEMS压力传感器 灵敏度 有限元分析 非线性校正 迟滞误差补偿
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一种硅压阻式压力传感器温度补偿算法及软件实现 被引量:9
15
作者 刘永涛 徐大诚 郭述文 《现代电子技术》 2013年第12期18-20,24,共4页
硅压阻式压力传感器的零点温度漂移和灵敏度温度漂移是影响传感器性能的主要因素之一,如何能使该类误差得到有效补偿对于提高其性能很有意义。通过对硅压阻式压力传感器建立高阶温度补偿模型进行温度误差补偿是一种有效的方法,并在该模... 硅压阻式压力传感器的零点温度漂移和灵敏度温度漂移是影响传感器性能的主要因素之一,如何能使该类误差得到有效补偿对于提高其性能很有意义。通过对硅压阻式压力传感器建立高阶温度补偿模型进行温度误差补偿是一种有效的方法,并在该模型基础上给出了拟合系数计算方法,并用Matlab GUI软件来实现温度补偿系数计算,进而实现传感器输出的动态温补,达到了很好的输出线性性。实验结果表明,补偿后传感器输出的非线性误差小于0.5%F.S。 展开更多
关键词 压力传感器 温度补偿系数 温度补偿算法 温度补偿模型
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石墨烯/PDMS仿生银杏叶微结构柔性压阻式压力传感器 被引量:10
16
作者 李伊梦 侯晓娟 +1 位作者 张辽原 丑修建 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第3期198-203,共6页
柔性压阻式压力传感器是可穿戴健康监测系统和人机交互设备的重要组成部分。在实际应用中,对具有高灵敏度和宽线性范围的压阻式压力传感器的需求迫切。以石墨烯油墨为功能层、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为柔性材料,设计并制备了具有仿生银杏... 柔性压阻式压力传感器是可穿戴健康监测系统和人机交互设备的重要组成部分。在实际应用中,对具有高灵敏度和宽线性范围的压阻式压力传感器的需求迫切。以石墨烯油墨为功能层、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为柔性材料,设计并制备了具有仿生银杏叶微结构的柔性压力传感器。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了传感器的表面形貌。结果表明,仿生银杏叶表面的微结构包括平行叶脉和各种形状不一的凸起。该传感器具有1.56 kPa-1的高灵敏度和22.6 Pa^20 kPa的宽线性范围,当施加不同的载荷时有明显的台阶现象,并且可以在10000次的循环压力测试下保持稳定良好的性能。传感器的响应时间缩短至80 ms左右。此外,该压阻式压力传感器可用于检测人体关节的运动,表明其在健康监测和电子皮肤中应用潜力巨大。 展开更多
关键词 压力传感器 仿生银杏叶微结构 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 石墨烯油墨 柔性材料
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压阻式压力传感器C型结构偏差的有限元分析 被引量:2
17
作者 吴坚民 唐祯安 牛德芳 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第4期540-543,共4页
为提高C型压力传感器性能,利用有限元方法,对C型结构传感器加工过程中出现的边缘R角、膜厚不均匀、双面对准偏差进行计算与分析.其结果表明控制工艺偏差是研制高性能传感器的基础.
关键词 压力传感器 有限元分析 结构偏差
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扩散硅压阻式压力传感器非线性误差纠正方法 被引量:7
18
作者 杨秋菊 王彤 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期466-472,共7页
针对扩散硅压阻式压力传感器非线性误差纠正易受到误差传递算法的影响,导致纠正后最大相对波动较高的问题,本文提出基于恢复函数的压力传感器非线性误差纠正方法。采集扩散硅压阻式压力传感器信号数据,去除噪音信号,以恢复函数为基础,... 针对扩散硅压阻式压力传感器非线性误差纠正易受到误差传递算法的影响,导致纠正后最大相对波动较高的问题,本文提出基于恢复函数的压力传感器非线性误差纠正方法。采集扩散硅压阻式压力传感器信号数据,去除噪音信号,以恢复函数为基础,设计传感器的非线性误差传递算法;利用支持向量机算法构建非线性误差校正模型,再通过遗传算法优化模型参数,实现误差的良好补偿。实验结果表明:本文所提出的纠正方法应用效果与文献相比,传感器的最大相对波动分别降低了13.53%与7.08%,具有更优的应用性能,值得推广。 展开更多
关键词 恢复函数 扩散硅压力传感器 非线性误差 校正模型 支持向量机 遗传算法 测量误差分布 补偿
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压阻式压力传感器微结构塑性形变及影响
19
作者 徐铭 徐德辉 +2 位作者 姚邵康 熊斌 王跃林 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期510-516,共7页
由于体硅微机械工艺制作绝压压阻式压力传感器的过程中,通过Si-Si直接键合形成的带真空腔的微结构在高温和大气压的作用下会产生塑性形变,对器件制作工艺中微结构发生的塑性变形及其对器件性能的影响进行了研究。基于Von Mises屈服准则... 由于体硅微机械工艺制作绝压压阻式压力传感器的过程中,通过Si-Si直接键合形成的带真空腔的微结构在高温和大气压的作用下会产生塑性形变,对器件制作工艺中微结构发生的塑性变形及其对器件性能的影响进行了研究。基于Von Mises屈服准则和有限元仿真,微结构发生塑性变形的临界工艺条件可以通过比较微结构的最大等效应力和材料屈服强度进行预测。在器件的制作过程中,Si-Si键合和扩散电阻条的工艺顺序不同,将会导致塑性变形对器件的影响程度也不同。实验结果表明器件塑性形变量与弹性形变量成线性正比关系;在先进行Si-Si键合后扩散电阻的情况下,器件电阻值远远偏离设计值,反之则会减小塑性变形对器件电阻值的影响。 展开更多
关键词 膜岛结构 压力传感器 屈服强度 塑性形变 效应
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一种压阻式压力传感器全温区温度补偿方法 被引量:9
20
作者 田青林 陈红亮 +2 位作者 陈洪敏 李粮 闫文吉 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第1期49-53,共5页
针对压阻式压力传感器因热零点漂移、热灵敏度改变以及热迟滞效应引起的误差,提出一种压阻式压力传感器全温区温度补偿方法。该方法是在温升和温降全温区样本采集的数据基础上,采用最小二乘法曲面拟合原理对压阻式压力传感器进行数字补... 针对压阻式压力传感器因热零点漂移、热灵敏度改变以及热迟滞效应引起的误差,提出一种压阻式压力传感器全温区温度补偿方法。该方法是在温升和温降全温区样本采集的数据基础上,采用最小二乘法曲面拟合原理对压阻式压力传感器进行数字补偿。通过对传感器进行实验标定和误差分析,并与常用的单一温升样本采集并进行数字补偿的方法进行对比,结果表明该方法能有效降低传感器因热迟滞效应引入的误差,提高传感器在全温区内标定点和非标定点的测试精度。同时,该方法校准参数少,计算量相对较小,对于硬件要求较低,达到在性能和成本之间的良好平衡,是一种实用性较强的在线补偿方法,具有较强的工程应用价值。 展开更多
关键词 压力传感器 温度补偿 全温区 最小二乘法曲面拟合 热迟滞效应
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