热激励谐振式硅微结构压力传感器

针对一种以矩形硅膜片为一次敏感元件、硅梁谐振子为二次敏感元件采用电阻热激励、压敏电阻拾振的谐振式压力微传感器 ,简述了其工作机理 ;从谐振式硅微传感器整体优化设计、闭环系统优化设计、微弱信号检测、敏感元件工艺实践、开环特性测试等方面介绍了该传感器研究与研制过程中近期取得的阶段性研究结果     

H型梁谐振式MEMS压力传感器设计

谐振式微电子机械系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)压力传感器因其灵敏度高、体积小等特点近年来被广泛研究.根据谐振梁在不同压力作用下发生振动时,轴向应力的改变引起谐振梁等效刚度变化,从而进一步改变谐振梁谐振频率的原理,文章提出一种采用电磁激励/电磁拾振方式测量外界压力的谐振式压力传感器,并对传感器建立模型,利用ANSYS有限元仿真软件对传感器进行模拟分析与仿真验证.结果表明,量程为0～300 kPa、最大过载1.2倍满量程(full-scale,FS)时,初始频率为57.984 kHz,传感器灵敏度达66.98 Hz/kPa,非线性误差小于0.15％FS.     

谐振式传感器的脉冲式双参数检测方法

采用方波脉冲作为激励信号,对谐振式传感器的谐振器进行激励。通过对含有谐振频率和阻尼信息的自由衰减振动信号的采集及处理,同时得到了谐振器的谐振频率及谐振阻尼参数。以电涡流位移传感器为例,实际搭建了这种基于脉冲激励的双参数检测实验装置。实验结果表明,该方法可同时获取位移检测过程中的谐振频率及谐振阻尼参数。这种脉冲检测方式不仅可用于新型电涡流传感器的研制,而且可进一步推广到其他类型的谐振式传感器中。     

谐振式SAW压力传感器敏感元件研究与设计

量程和温度特性是传感器的两个主要指标,SAW压力传感器的量程由基片材料的结构尺寸决定,温度效应一般采用双端对谐振器来消除,目前关于两个谐振器的位置确定还没有一个确定的方法。通过力学分析得出了圆形石英膜片的半径、厚度、和最大载荷的关系;对石英圆形膜片的应力应变关系进行了有限元数值计算,得出了正负应力在圆形石英膜片的分界点,为设计SAW谐振式压力传感器的物理结构和合理的安排谐振器的位置提供了依据。     

新型多晶硅压力传感器

论述了一种新型多晶压力传感器。它采用矩形双岛硅膜结构，多晶硅作应变电阻，二氧化硅介质膜作隔离，用集成电路工艺和微机械加工技术制作 ，因而，传感器具有灵敏度高和高等特点，利用有限元法对双岛结构的应力分布进行了模拟计算，实验结果与理论分析一致。     

谐振式湿敏元件的感湿特性

以甲基丙烯酸丁脂(Bu)和甲基丙烯酰羟乙基三甲基氯化铵(Qb)聚合而成的高分子材料为敏感膜制成了石英谐振式湿敏元件。研究了不同材料配比、制备方法对器件的湿敏性能的影响。实验表明，该湿敏器件感湿范围宽、湿滞回差小(RH2%，RH：Relative Humidity)具有良好的选择性和快速的响应恢复特性。     

一种基于SOPC的谐振传感器频率检测设计

首先对谐振式传感器检测方法做了简单的分析介绍,然后在以现场可编程门阵列FPGA为硬件平台的基础上,提出了一种以NiosII软核处理器,即以SOPC技术为核心的高精度频率检测方案。     

谐振梁式测力传感器动态参数识别

用光通量变化法非接触地记录了小型谐振式力传感器中的谐振梁的自由响应信息,并根据多点同时采集的时间域信号,利用时间域系统识别技术,进行了结构动态参数的识别。还与全息时间平均法、声测法进行了对比。结果分析表明三种方法测量的梁的前几阶固有频率一致,振型相近,并从识别的阻尼比中计算出了谐振梁的Q值。     

基于E型圆膜片的复合差动谐振式敏感元件

对以E型圆膜片为一次敏感元件、一对对称的硅梁谐振子为二次敏感元件的复合差动敏感元件的力学特性进行了分析。给出了其敏感压力、差压、集中力与加速度时,梁谐振子固有频率随被测量变化的解析计算模型。     

用双电桥法减小压力传感器输出的温度漂移

论述了温度对压力传感器输出灵敏度的影响，为了减小传感器输出的温度漂移，采用双惠斯登电桥方法，在300－373K的温度范围内对传感器进行测试，结果表明传感器输出的温度漂移可以降低70％以上。     

基于 MPXY8300 的 TPMS 传感器设计

针对如何提高轮胎压力检测系统（Tire Pressure Monitoring System,TPMS）无线传输效率以及减少 TPMS 的质量和体积以满足汽车轮胎平衡的问题,给出一种基于高度集成芯片 MPXY8300 的无线轮胎压力传感器设计方案。阐述了传感器的硬件电路设计和用 Smith 圆图进行无线发射电路网络匹配方法,给出 MPXY8300 软件设计及内部嵌入的固件使用方法。通过对传感器节点的实验测试,轮胎气体压力的最大测量误差为 ±7 kPa,温度测量误差为 ±2oС ,表明本设计具有良好的工作性能和准确度。     

真空中谐振微梁的品质因数

考虑到谐振微梁振动时,撞击在微梁两侧的分子数目和分子速率分布的差异,对Ｋａｄａｒ等人提出的撞击微梁的分子速率分布函数做了修正．利用修正后的模型,对真空中运动微梁的品质因数进行了理论分析．结果表明,修正后的理论值比原理论值与实验值符合得更好,对于谐振微梁结构参数的优化设计具有一定的指导意义．同时,在高真空区域,考虑了谐振微梁本征阻尼与分子碰撞耦合效应,消除了原有处理方法在该区域出现的折点．     

绝压传感器温漂补偿及性能仿真

分析了扩散硅绝对压力传感器的静态特性,提出了线性校正和零点校正方案,并利用Matlab软件对其性能进行了仿真,结果表明:解决了该类绝对压力传感器温漂的补偿问题,用廉价的压力敏感元件实现了对真空压力分辨到1Pa的测量.     

一种小量程应变式压力传感器结构设计

提出了一种新型的梁膜结构,其体积较小、应力集中效应明显,特别适合作小量程应变式压力传感器。通过有限元分析发现,当膜片厚度与梁厚度为某一比值时,膜片中心应力值最大,而位移量较小,即传感器灵敏度较大,而非线性较小。设计的传感器样品的灵敏度达0.5 mV/V,总精度优于0.1%F.S。     

汽车压力传感器及其电路设计

详细介绍了压力传感器的原理和应用分类，列举了汽车压力传感器在轮胎气压监测方面的应用及具体的电路设计，把轮胎气压转换为电压，通过电压值的大小间接地测量气压值的大小．汽车压力传感器在汽车行业的应用和推广意义非常重大．     

基于传感阵列的足底压力扫描系统设计研究

为提高足底压力采集的精度, 减少测量中对实验者自然步态的影响, 基于自主研发的平板式传感器, 开发了面向多传感单元的足底压力扫描系统。通过对压力采集系统结构的改进设计以及对采样时序的优化处理, 有效地减少了传感器及电路系统引入的噪声干扰, 实现了对大尺寸(71.9 cm×33.5 cm)、高空间分辨率(2.8个/cm², 共6720个传感单元)压力传感系统的设计实验, 实验中采样率为100 SPS。该系统已在广州市第一人民医院康复科进行测试与实验。该系统可应用于步态康复训练, 为医生评估患者康复情况和制订针对性的治疗方案提供有效的量化数据参考。