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硅谐振式压力传感 (1)

2008-05-13 10:32:08  作者:  来源:网络  浏览次数:531  文字大小:【】【】【
硅谐振式压力传感硅谐振式压力传感-技术文章,


    目前精度最高、稳定性最好的压力传感器是水晶谐振式压力传感器。其精度已超过0.01%FS,温度稳定性优于10-6/时间稳定性高于10-6/年。近年来,随着传感器技术的发展,分析研究的结果表明,硅和水晶都是具有优良弹性的材料,它们的温度系数也大体相同,因此,研究人员已经利用硅来研制谐振式压力感器,并已有产品问世。

    由于硅不具有压电性,因此,不如水晶那样容易实现谐 振的激励接收,只有解决硅谐 振激励和接收方法,才可以研制出硅谐 振式压力传感器。目前解决的方法有两种,其一是静电激励法,即利用电磁激励或热电激励;其二是压电激励法,即利用压电薄膜、铁电薄膜和压电陶瓷片激励。

硅谐振式压力传感器具有如下特点:

1、把膜片(起应力集中作用)和谐 振器制作在同一块单晶硅上,因此,不会在它的连接处产生迟滞、蠕变、漂移,可以获得稳定性好、重复性佳的压力传感器;

2、它的体积小、重量轻、动态特性好、热容量小,可以实现大批量生产和降低成本;

3、由于硅谐振器置于真空室内,所以不受被测流体密度的影响,机械Q值非常高(高达5万),从而使传感器的分辨率很高。其工作原理是利用硅谐 振器与选频放大器构成一个正反馈振荡系统,当此系统受到压力作用时,其固有的振荡频率发生变化,因此,根据其频率的变化就可以测量出压力的大小。

    硅谐振式压力传感器的结构基本有两种,即一是平面型硅谐 振式压力传感器。它是利用各向异性腐蚀技术在硅片上加工一谐振膜片,然后在膜上制作激励器(扩散电阻器)。当交变的电流在激励器中流过时,产生热应变,激励谐振膜片,利用另一个扩散电阻器检测其谐 振频率的变化。还有一种谐 振阻器检测其谐振频率的变化。还有硅谐振式压力传感硅谐振式压力传感-技术文章电子技术信息港

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