静电激励谐振式MEMS气压传感器的关键技术研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zzzzkj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
谐振式压力传感器利用谐振器的频率作为输出,具有半数字化、稳定性好、抗干扰能力强等优点,因而广泛地应用在工业控制、航空航天等对精度需求较高的场合。本论文以静电激励/电容检测的谐振器为基础,介绍了传感器的设计、仿真、加工、补偿以及数字仪表。  本论文提出了一种基于双谐振器设计的自补偿结构,利用两个谐振器频率之差表征压力、谐振器频率之和表征温度,实现了压力和温度的双参数测量,并可用于自补偿提高测量精度。使用ANSYS有限元软件对传感器的结构进行了仿真优化,分离了工作模态与非工作模态,匹配了谐振器的灵敏度,并且分析了工艺偏差对灵敏度的影响。  研究了传感器的关键制作方法,提出了的几个关键工艺的解决方案。包括:  (1)研究了不同掩膜材料对深刻蚀结果的影响,提出采用ZnO薄膜材料来提高图形刻蚀的均匀性。(2)自制了一种两步法气态HF释放的方法,有效的控制了牺牲层侧向腐蚀量。(3)提出了基于SOI单层通孔引线互连方式,实现SOI与玻璃的阳极键合真空封装,并解决键合过程中静电吸合的问题。(4)采用了一种电化学阳极腐蚀的金属焊盘制作方法,实现了通孔内金属焊盘的无掩膜制作。  研究了一种快速双路同步频率采集的方法,采频精度±0.1Hz,采频耗时0.2s。提出一种基于双谐振器的温度自补偿算法,改善了传感器的性能。设计了一种应力隔离组装方法,降低传感器的零位漂移。进行了相应的冲击试验,验证了该组装方式的可靠性。实现了基于自补偿算法的气压计样机,并对样机进行了综合性能测试。测试结果表明:传感器封装真空约为5 Pa,Q值达10000以上;灵敏度高于150Hz/kPa,迟滞误差小于0.002%F.S.,分辨率优于2Pa;在40 kPa~110 kPa压力及-40℃~70℃温度范围内,气压计的准确度测量误差小于±20Pa(0.02%F.S.),3个月内的漂移低于0.01%F.S。
其他文献
帕金森病的普遍性和发病率随着现代社会人类寿命的延长而逐渐升高,因而迫切需要对帕金森病致病机理的深层理解和新型治疗方法的开发。然而,传统的研究帕金森病的细胞和动物模型
凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是我国养殖面积最广和产量最高的对虾品种,现已成为中国水产养殖的支柱性产业之一。近几年来随着鱼油和鱼粉价格不断上涨,加上其不耐储存、容易
随着半导体技术节点的不断向前推进,化学机械抛光(CMP)作为贯穿芯片制造始终的工艺,其重要性不言而喻。作为CMP抛光液的重要组成部分之一,研磨颗粒的发展趋势是稳定化、小粒径化
本论文主要就利用分子束外延生长实现Si基Ⅲ-Ⅴ族集成并最终实现Si基光源进行了探索与研究。研究内容包括分子束外延Ge基InAs量子点以及GaSb基Sb化物材料生长以及半导体激光
心脏缺氧是公认的导致许多心脏疾病包括心脏衰竭的最主要原因之一。大量研究证明,不论在体内还是体外,急性或者慢性,缺氧都会导致心肌细胞的凋亡,进而导致心脏的各种病变直至
摘要:兴趣是创造思维活动成功的先导。初中物理教学是对自然科学知识的启蒙教育,如何激发学生的学习兴趣成为物理教学的关键。本文阐述了激发学生学习兴趣的方法和途径。  关键词:初中物理教学;兴趣;激发  中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)05-0067  物理教学结合学科特点,注重培养学生的观察能力、思维能力、操作运用能力和想象创造能力。而初中物理教学的目
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
植物竞争是不同物种为争夺资源发生的相互关系,是塑造植物形态、生活史以及植物群落结构和动态特征的主要动力之一,同时也是决定生态系统结构和功能的关键生态过程之一,对群落植
近年来,光学薄膜的应用领域不断扩大,人们对光学薄膜性能的要求也在不断的提高。光学薄膜是现代光学仪器的重要组成部分,对光学仪器的质量起着重要作用。应用于液晶显示器背
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是利用与目标做相对运动的小孔径天线探测并采用信号处理方法获得高分辨率的成像雷达,作为一种主动的航天、航空遥感手段,SAR具有全