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澳门赌场压力传感器结构设计和优化分析

发布日期:2020-10-31 09:56

  压力传感器广泛应用于工业控制、生物医疗、环境检测、航空航天等领域,是工业实践中最为常用的一种传感器。在众多原理的压力传感器中,压阻式压力传感器由于制造工艺简单,具有良好的线性度,同时直接输出电压信号,并且简化了传感器与后续电路的接口问题等优点,占据了MEMS压力传感器的主流市场。当一个压力传感器从设计到加工制作,直到最后正式投入工业实践应用之前,为了确保加工制作出的传感器性能符合设计要求,必须先要经过测试、标定等一系列环节来研究分析及优化传感器的性能。传统的压力传感器检测方法是将压力传感器放置在压力箱,通过给压力箱设定不同的压力值,使得整个压力箱中的压力满足测试条件,利用这一方法来模拟实际压力环境。澳门赌场针对传统检测方法,本文首次提出了将静电力应用于压力传感器的检测环节,有效地解决了压力传感器传统检测及标定效率低、耗时长的缺点。本文对设计加工出的压阻式气压传感器进行测试,实验测得本次气压传感器的灵敏度为1.77mV/hPa,非线%,各项实验结果表明压阻式压力传感器具有良好的线性、重复性和迟滞特性。同时,用静电检测结构进行测试,测试结果表明,对于本结构尺寸的气压传感器,静电检测可以在量程110hPa-500hPa内代替气压箱施加气压变化,测得气压传感器在静电力作用下的传感器特性。在此基础上,对传感器的特性进行进一步分析,也提出了改进的方法。本论文主要完成的工作分为四个部分:1.针对本文提出的复合膜压阻式传感器结构,进行理论建模,给出了周边固支可动电极在驱动电压作用下静电力的数学解析模型,并进行结构优化分析。2.用ANSYS有限元仿真软件对压阻式压力传感器结构进行建模仿真,其中包括弹性复合敏感膜在外加压力负载作用下的挠度与应力分布。同时,仿真分析了弹性复合敏感膜在静电力作用下的挠度与应力分布,分析施加外力与静电力之间的关系,验证数学解析模型。3.基于华润上华MEMS加工现状及中科院纳米所纳米加工平台的工艺设备,提出了一条基于倒装焊的静电检测气压传感器工艺设计方案,加工制作出气压传感器及其检测结构。4.对气压传感器的工作性能进行传统测试与静电检测分析。实验结果显示,在110hPa-500hPa量程内静电力可以代替压力。测得本次气压传感器的灵敏度为1.77mV/hPa,非线%,极大地缩短了测试时间,提高了稳定性。

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