硅諧振式壓力傳感器的研究基本信息

諧振式傳感器具有穩(wěn)定性好，精度高、與微機接口方便等特點而倍受重視。我們采用微機械加工技術研制了微諧振器和諧振式壓力傳感器。其特點是用單晶硅梁做諧振器、梁厚僅數(shù)微米，用靜電激勵。其振動頻率取決于器件設計、材料性能和梁的軸向應力，并受外界壓力調(diào)制。研究工作包括器件設計；激振與拾振技術；關鍵工藝包括硅健合，薄梁制備技術和封裝技術，并對樣品進行了分析測試 。研究表明，用兩端固支梁理論分析微諧振梁作為一階近似是可行的。單晶梁的工藝難度大，但工藝上仍可行。傳感器固有頻率穩(wěn)定；一般在一百千赫以上，空氣中品質(zhì)因數(shù)達數(shù)百；靈敏度高，當壓力電O升到O·1MPa時，頻移達十幾千赫，是一種有前途的新型傳感器。 2100433B

簡介

利用諧振元件把被測壓力轉換成頻率信號的壓力傳感器。它是諧振式傳感器的重要應用方面，主要有振弦式壓力傳感器（見振弦式傳感器）、振筒式壓力傳感器（見振筒式傳感器）、振膜式壓力傳感器（見振膜式傳感器）和石英晶體諧振式壓力傳感器（見石英晶體諧振式傳感器）。

為進一步改善聲表面波無線壓力傳感器準確度、量程和溫度穩(wěn)定性等性能，利用石英基片上表面橫向模式壓力靈敏度高，諧振器加載Q值高和插損低的特點，設計用于智能輪胎的高準確度諧振式壓力傳感器。采用分布間隙打嗝結構，解決表面橫向模式諧振器電學特性受工藝誤差影響大這個制約表面橫向模式壓力傳感器實用化的關鍵問題。采用頂針- - 懸臂梁結構提高傳感器靈敏度和量程。通過選擇零溫度系數(shù)切向、差動補償和優(yōu)化傳感器結構三種措施解決由于傳感器封裝的彈性體材料與石英的熱膨脹系數(shù)不同造成預應力變化而引起的頻率變化，實現(xiàn)-40℃-150℃寬溫度范圍內(nèi)的溫度漂移補償。 2100433B