MEMS压力传感器原理及应用详解.pdf

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1、MEMSMEMS 压力传感器原理及应用详解压力传感器原理及应用详解目前的 MEMS 压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机电传感器。硅压阻式压力传感器是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的，具有较高的测量精度、较低的功耗，极低的成本。惠斯顿电桥的压阻式传感器，如无压力变化，其输出为零，几乎不耗电。其电原理如图 1 所示。硅压阻式压力传感器其应变片电桥的光刻版本如图 2。图 1惠斯顿电桥电原理图 2应变片电桥的光刻版本MEMS 硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形的应力杯硅薄膜内壁，采用 MEMS 技术直接将四个高精密半导体应变片

2、刻制在其表面应力最大处，组成惠斯顿测量电桥，作为力电变换测量电路，将压力这个物理量直接变换成电量，其测量精度能达 0.01%0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构如图 3 所示，上下二层是玻璃体，中间是硅片，硅片中部做成一应力杯，其应力硅薄膜上部有一真空腔，使之成为一个典型的绝压压力传感器。应力硅薄膜与真空腔接触这一面经光刻生成如图 2 的电阻应变片电桥电路。当外面的压力经引压腔进入传感器应力杯中，应力硅薄膜会因受外力作用而微微向上鼓起，发生弹性变形，四个电阻应变片因此而发生电阻变化，破坏原先的惠斯顿电桥电路平衡，产生电桥输出与压力成正比的电压信号。图 4 是封装如 IC 的硅压阻式压力传感器

3、实物照片。MEMSMEMS 硅压阻式压力传感器硅压阻式压力传感器图 3硅压阻式压力传感器结构图 4硅压阻式压力传感器实物MEMSMEMS 电容式压力传感器电容式压力传感器电容式压力传感器利用 MEMS 技术在硅片上制造出横隔栅状，上下二根横隔栅成为一组电容式压力传感器，上横隔栅受压力作用向下位移，改变了上下二根横隔栅的间距，也就改变了板间电容量的大小，即压力=电容量。电容式压力传感器实物如图。图 5电容式压力传感器结构图 6 电容式压力传感器实物MEMSMEMS 压力传感器的应用压力传感器的应用MEMS 压力传感器广泛应用于汽车电子：如 TPMS（轮胎压力监测系统）、发动机机油压力传感器、汽车

4、刹车系统空气压力传感器、汽车发动机进气歧管压力传感器（TMAP）、柴油机共轨压力传感器;消费电子，如胎压计、血压计、橱用秤、健康秤，洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、烤箱、吸尘器用压力传感器、洗衣机、饮水机、洗碗机、太阳能热水器用液位控制压力传感器;工业电子，如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等。技术专区技术专区开辟手机边框交互新天地，纽迪瑞科技边缘触控压力传感器荣获新风系统中空气质量 VOC 检测传感器的应用全球半导体 OSD 销售展望 2017 年全球销售额增速最高Preciseley 携 MEMS 亮相 OFC 2018 将在 LiDAR MEMS 5G 方面发力赫联电子将亮相 2018 厦门工业博览会- -全文完全文完- -