在微壓傳感器的測(cè)量過(guò)程中，壓力直接作用在傳感器的膜片上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，改變傳感器的電阻。同時(shí)，通過(guò)電子電路檢測(cè)這種變化，并轉(zhuǎn)換和輸出對(duì)應(yīng)于該壓力的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。這個(gè)過(guò)程就是微壓傳感器的測(cè)量過(guò)程。
對(duì)于微壓傳感器來(lái)說(shuō)，靈敏度和線性度是兩個(gè)最重要的性能指標(biāo)。為了制造出滿足實(shí)際應(yīng)用需要的傳感器，有必要探索一種有效的微壓傳感器靈敏度和線性度的仿真方法。在實(shí)際研究中，找到了一種基于有限元分析和路徑集成的仿真方法。通過(guò)這種方法，可以在滿量程范圍內(nèi)的不同壓力值下準(zhǔn)確估計(jì)傳感器的電壓輸出值。在此基礎(chǔ)上，對(duì)壓力傳感器的靈敏度和線性度進(jìn)行了有效的仿真。
微型壓力傳感器發(fā)展迅速。新研制的傳感器采用內(nèi)置前置放大器的壓電單片結(jié)構(gòu)，放大微弱信號(hào)，實(shí)現(xiàn)阻抗變換，使傳感器具有量程小、靈敏度高、抗干擾性好的特點(diǎn)。這種傳感器已廣泛用于檢測(cè)脈搏、管壁壓力波動(dòng)等小信號(hào)。但同時(shí)，對(duì)于微壓傳感器的精密檢測(cè)技術(shù)問(wèn)題，迫切需要一種簡(jiǎn)單的測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量這類(lèi)傳感器的性能。
為了解決微壓傳感器靈敏度和非線性之間的矛盾，綜合了梁膜結(jié)構(gòu)和平膜雙島結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，采用了雙島梁結(jié)構(gòu)。海島面積不按比例增減。首先，為了增加靈敏度，窄束區(qū)的長(zhǎng)度和寬度應(yīng)該盡可能地減小。因?yàn)閺摹傲?膜-島”結(jié)構(gòu)的有限元分析和近似分析中發(fā)現(xiàn)，減小窄梁區(qū)的長(zhǎng)度和寬度可以明顯增加梁上的應(yīng)力。并且當(dāng)中間窄波束的長(zhǎng)度約為兩側(cè)窄波束長(zhǎng)度的兩倍時(shí)，器件的線性度最好。雖然存在雙島限制結(jié)構(gòu)，但是在高過(guò)載的情況下，硅膜會(huì)首先從島的邊緣和角落區(qū)域斷裂。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的各向異性濕法刻蝕用掩模從硅片背面形成硅膜和背島。硅膜是晶面，邊框和背面大島都是晶面，夾角為54.74°的銳角。根據(jù)力學(xué)原理，拐角區(qū)域存在應(yīng)力集中效應(yīng)，使硅膜正面或背面受壓后產(chǎn)生極大的應(yīng)力，所以裂紋首先出現(xiàn)在那里。引入應(yīng)力分布結(jié)構(gòu)后，拐角區(qū)域變成具有一定曲率的圓角區(qū)域，該區(qū)域的極限應(yīng)力減小。一般各向異性濕法刻蝕不可能在硅膜與框架或背島的交界處形成具有一定曲率半的緩變結(jié)構(gòu)。
深圳市力準(zhǔn)傳感技術(shù)有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)高質(zhì)量高精度測(cè)力傳感器的企業(yè)。公司主營(yíng)產(chǎn)品有微型壓力傳感器、S型壓力傳感器、壓力變送器、液壓傳感器、變送器/放大器、控制儀表及手持儀等多款產(chǎn)品，并擁有多項(xiàng)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)，擁有多項(xiàng)專利技術(shù)；
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