高過載硅壓力傳感器中的應(yīng)力勻散技術(shù)研究項(xiàng)目摘要

壓力傳感器有很多參數(shù)指標(biāo)，其中有一項(xiàng)是過載保護(hù)，過載就是負(fù)荷過大，超過了設(shè)備本身的額定負(fù)載，產(chǎn)生的現(xiàn)象是電流過大，用電設(shè)備發(fā)熱，線路長(zhǎng)期過載會(huì)降低線路絕緣水平，甚至燒毀傳感器設(shè)備或線路；過載保護(hù)就是即使負(fù)荷超過了額定負(fù)載也不會(huì)出現(xiàn)燒壞線路的情況，但是也有一個(gè)度，一般是150%的范圍內(nèi)，而且不能持續(xù)過載工作。

過載保護(hù)是每種傳感器都要考慮的，因?yàn)樵谑褂眠^程中可能會(huì)出現(xiàn)測(cè)量值大于量程的情況，只有設(shè)計(jì)了過載保護(hù)的傳感器才能更好的使用，也才能使用得更久。具體每種傳感器的過載保護(hù)是如何設(shè)計(jì)的，過載范圍是多少都是不同的，所以不管是買哪種傳感器一定要了解它的過載保護(hù)是多少，這樣才能更好的方便使用，在未來使用過程中也不會(huì)出現(xiàn)由于過載燒壞電路的情況。以上便是為大家介紹壓力傳感器的過載后果和保護(hù)方法。壓力傳感器有很多形式，每種結(jié)構(gòu)形式的過載保護(hù)設(shè)計(jì)方法也是各不相同的，眾多方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，采用MEMS 技術(shù)的小量程、高靈敏壓力傳感器通常有平膜、島膜、梁膜等結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)過載保護(hù)時(shí)，一般采用凸臺(tái)等方法實(shí)現(xiàn)，形成方法有背部刻蝕技術(shù)、硅直接鍵合技術(shù)、玻璃刻蝕技術(shù)等。然而這些結(jié)構(gòu)一般都有一個(gè)很大的局限性就是腔體尺寸較大，進(jìn)一步提高靈敏度受到限制，而且降低了硅片利用率，增加了制造工藝的復(fù)雜度，提高了生產(chǎn)成本。

目前，小量程、高靈敏壓力傳感器的研究熱點(diǎn)集中在犧牲層結(jié)構(gòu)壓力傳感器，這主要是因?yàn)闋奚鼘咏Y(jié)構(gòu)壓力傳感器彈性膜片很薄，厚度可做到2 μm，甚至更薄。在這樣薄的結(jié)構(gòu)上，如果采用擴(kuò)散硅或多晶硅薄膜作為犧牲層結(jié)構(gòu)壓力傳感器的應(yīng)變電阻，其厚度相對(duì)較大，對(duì)彈性膜片應(yīng)力分布影響很大，不利于犧牲層結(jié)構(gòu)壓力傳感器的性能優(yōu)化，因此采用多晶硅納米薄膜制作應(yīng)變電阻更能發(fā)揮犧牲層技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。在分析壓力傳感器的總誤差時(shí)，首先要考慮每一個(gè)誤差的來源，分析導(dǎo)致這些誤差的因素，然后想辦法減少這些誤差，提高傳感器總的性能。當(dāng)計(jì)算—壓力傳感器的總誤差時(shí)，應(yīng)使用下列定義的誤差。為決定你已選擇壓力傳感器特定誤差的程度，參見在這目錄中該傳感器的規(guī)格說明。

在特定用戶應(yīng)用中，有些標(biāo)稱的指標(biāo)可以減少或消除的，例如，如果一壓力傳感器用在規(guī)定溫度范圍的一半內(nèi)，那么溫度誤差可以減少一半，如果使用自動(dòng)調(diào)零技術(shù)，零點(diǎn)偏置和零飄誤差可以消除。零點(diǎn)偏置是同時(shí)加在膜片兩側(cè)上的相同壓力時(shí)傳感器輸出。量程是輸出端點(diǎn)之間的代數(shù)差。通常二端點(diǎn)是零和滿刻度。零點(diǎn)溫度偏移是由溫度變化引起的壓力傳感器零點(diǎn)變化。零點(diǎn)偏移不是可預(yù)測(cè)的誤差，因?yàn)槊恳粋€(gè)器件可以向上或向下偏移，溫度變化將引起整個(gè)輸出曲線沿電壓軸向上或向下偏移。

靈敏度溫度偏移是由溫度變化引起的壓力傳感器靈敏度變化，溫度變化將引起傳感器輸出曲線的斜率變化。線性誤差是在期望壓力范圍傳感器輸出曲線與一標(biāo)定直線的偏差，計(jì)算線性誤差的一個(gè)方法是最小二乘方，它從數(shù)學(xué)上提供對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)的最佳配合直線。另一方法是末端基點(diǎn)線性度（T.B.L.）或端點(diǎn)線性度。T.B.L.由在輸出曲線上二端數(shù)據(jù)點(diǎn)之間畫一直線（L1）決定。

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