MEMS壓力傳感器及其應用
MEMS硅壓阻式壓力傳感器采用周邊固定的圓形的應力杯硅薄膜內壁,采用MEMS技術直接將四個高精密半導體應變片刻制在其表面應力最大處,組成惠斯頓測量電橋,作為力電變換測量電路,將壓力這個物理量直接變換成電量,其測量精度能達0.01%~0.03%FS。硅壓阻式壓力傳感器結構如圖3所示,上下二層是玻璃體,中間是硅片,硅片中部做成一應力杯,其應力硅薄膜上部有一真空腔,使之成為一個典型的絕壓壓力傳感器。應力硅薄膜與真空腔接觸這一面經(jīng)光刻生成如圖2的電阻應變片電橋電路。當外面的壓力經(jīng)引壓腔進入傳感器應力杯中,應力硅薄膜會因受外力作用而微微向上鼓起,發(fā)生彈性變形,四個電阻應變片因此而發(fā)生電阻變化,破壞原先的惠斯頓電橋電路平衡,產(chǎn)生電橋輸出與壓力成正比的電壓信號。圖4是封裝如IC的硅壓阻式壓力傳感器實物照片。
電容式壓力傳感器利用MEMS技術在硅片上制造出橫隔柵狀,上下二根橫隔柵成為一組電容式壓力傳感器,上橫隔柵受壓力作用向下位移,改變了上下二根橫隔柵的間距,也就改變了板間電容量的大小,即△壓力=△電容量(圖5)。電容式壓力傳感器實物如圖6。
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