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            MEMS硅壓阻汽車壓力傳感器特性詳解

            作者: 時間:2013-11-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            摘要:文中介紹通過采用(micro electro mechanical systems)技術(shù)制造的力敏元件結(jié)合智能集成化信號調(diào)理技術(shù)設(shè)計了適合批量制造的小型化堅固封裝的通用。通過智能調(diào)理技術(shù)將的零位和滿度進(jìn)行溫度校準(zhǔn)實現(xiàn)了寬溫度工作范圍內(nèi)的高精度測量,并且適合于批量制造。

              0 引言

              當(dāng)今汽車性能的不斷提升得益于汽車電子的不斷發(fā)展。其中具有代表性的核心元件是。傳感器將各種物理信號轉(zhuǎn)化為電信號從而將汽車行駛的具體狀態(tài)傳送給電子控制單元來實現(xiàn)汽車控制。作為汽車電子的關(guān)鍵部件在電子技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天倍受矚目。美國汽車傳感器權(quán)威弗萊明在2000年的汽車電子技術(shù)綜述就指出了技術(shù)在汽車傳感器領(lǐng)域的美好前景。設(shè)計了基于技術(shù)和智能化信號調(diào)理的擴(kuò)散硅壓力傳感器應(yīng)對系統(tǒng)的壓力檢測。

              1 傳感器原理及封裝設(shè)計

              為了將壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號采用了應(yīng)變原理,將惠斯頓檢測電橋通過MEMS技術(shù)制作在單晶硅片上。使得單晶硅片成為一個集應(yīng)力敏感與力電轉(zhuǎn)換為一體的敏感元件。如圖1所示。

              圖1敏感元件

              圖1敏感元件

              當(dāng)硅芯片受到外界的應(yīng)力作用時,硅應(yīng)變電橋的橋臂電阻將產(chǎn)生變化,一般都為惠斯頓電橋檢測模式。如圖2所示。

              圖2惠斯頓電橋

              圖2惠斯頓電橋

              其輸出電壓表示為vo=KAR/R(Rl=如=R3=R4,△R1=△R3=△R2=△R4)。

              因為電阻的變化直接與應(yīng)力P有關(guān),則:

              MEMS硅壓阻汽車壓力傳感器特性詳解

              式中:Vo為輸出電壓,mV;S為靈敏度,mV/V/Pa;P為外力或應(yīng)力,Pa;VB為橋壓,VOS為零位輸出,mV.

              單一的硅片芯片只能作為一個檢測單元的一部分無法獨立完成信號的轉(zhuǎn)換,所以必須有特定的封裝使其具備壓力檢測的能力。將圖2中的硅片芯片與PYREX玻璃環(huán)靜電封接在一起。

              PYREX玻璃環(huán)作為硅芯片的力學(xué)固定支撐彈性敏感元件并且使硅芯片與封裝絕緣,而PYREX玻璃環(huán)的孔恰好成為了傳感器的參考壓力腔體和電極引線腔體。其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

             


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            關(guān)鍵詞: MEMS 硅壓阻 汽車壓力 傳感器

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