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上海申思特自動化設(shè)備有限公司
主營產(chǎn)品： 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風(fēng),丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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更新時間：2016-12-26 17:09:09瀏覽次數(shù)：644
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無線高溫E+E壓力傳感器設(shè)計與制備工藝
鑒于傳統(tǒng)硅基MEMSE+E壓力傳感器在高溫、潮濕等復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用具有一定的局限性，設(shè)計了一種SiC基無線高溫E+E壓力傳感器，能夠克服高溫環(huán)境中傳統(tǒng)E+E壓力傳感器壓敏結(jié)構(gòu)失穩(wěn)及電引線性能退化的問題。SiC材料作為一種新興的第三代寬帶隙半導(dǎo)體材料，其半導(dǎo)體器件能夠適應(yīng)高溫、高頻、大功率等工作環(huán)境，隨著SiC材料MEMS加工工藝的不斷成熟，對其進(jìn)行高溫E+E壓力傳感器的制備研究具有重要的現(xiàn)實意義。
無線高溫E+E壓力傳感器設(shè)計與制備工藝
結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，詳細(xì)闡述了SiC基高溫E+E壓力傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備流程以及相關(guān)結(jié)構(gòu)驗證等基本內(nèi)容。根據(jù)互感耦合電磁感應(yīng)原理，外界壓力可以改變可變電容所在傳感器回路的諧振頻率，繼而引起測試回路等效阻抗的顯著變化，通過觀察這一特征變化量來獲取外界壓力的有效信息。這種無線耦合的測量方式避免了器件間電引線互聯(lián)，可以應(yīng)用于高溫等惡劣環(huán)境。傳感器對溫度，電源波動等多種工作參數(shù)敏感，致使精度大大下降。在E+E壓力傳感器靜態(tài)標(biāo)定實驗的基礎(chǔ)上建立了它的輸出特性校正模型，并利用矩陣奇異值分解的方法成功求解了該模型zui小二乘解中范數(shù)zui小的*解。經(jīng)驗證，該模型顯著改善了傳感器的非線性，有效消除了工作參數(shù)的影響，使測壓精度提高一個數(shù)量級。利用傳感器對多種工作參數(shù)的敏感性，還可以實現(xiàn)多參數(shù)測量。在不增加任何設(shè)備的情況下，實現(xiàn)了用一個E+E壓力傳感器同時測溫和測壓，且測壓精度提高一個數(shù)量級，測溫精度優(yōu)于±10℃，大大提高了E+E壓力傳感器的性能價格比。分別對高溫E+E壓力傳感器電容和電感結(jié)構(gòu)建模，并給出具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計方法，同時為驗證電容結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，對敏感膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行撓度和應(yīng)力的理論推導(dǎo)和ANSYS仿真分析，作出敏感膜撓度和應(yīng)力在量程范圍內(nèi)隨外界壓強(qiáng)變化的關(guān)系曲線。結(jié)合傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計和現(xiàn)有的MEMS加工工藝，制定了傳感器工藝流程方案，并對其中涉及的關(guān)鍵工藝進(jìn)行了詳細(xì)分析和工藝驗證。zui后對傳感器電容結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)驗證與分析，采用硅材料替代碳化硅材料制備電容壓敏結(jié)構(gòu)，檢驗電容空腔的密封性能，并對密封存在問題的芯片進(jìn)行測試分析。
無線高溫E+E壓力傳感器設(shè)計與制備工藝
將壓敏電容與PCB電感線圈引線鍵合，串聯(lián)形成LC諧振回路即無線電容E+E壓力傳感器，對其完成常溫下的均勻壓力測試。測試結(jié)果表明，采用MEMS工藝制備的無線無源電容E+E壓力傳感器在實踐上具有一定的可行性。
